HRBF500级钢筋混凝土简支梁高温下抗火性能试验研究

摘要

为推动细晶钢筋在建筑结构中推广使用，它的一些工程结构性能的研究在国内已经广泛开展。本文的主要工作是对HRBF500级（细晶）钢筋的混凝土简支梁在高温下的耐火性能进行试验研究。
　　 本文主要开展如下几方面的工作：
　　 1.设计配筋率，荷载比，混凝土保护层厚度三个参数。根据这三个参数的变化设计5根HRBF500钢筋混凝土简支梁构件。确定了试验构件尺寸，混凝土配合比。按照规范制作和养护试验构件。确定构件热电偶布置方案和埋置方法、挠度测点布置和静力加载方法及加载制度。确定构件在火灾试验中的失效准则。
　　 2.按照ISO-834标准升温曲线进行三面受火的火灾试验，得到构件各测点温度变化曲线和构件挠度变化曲线，测得构件的耐火极限。记录试验过程中炉内升温曲线。观察并记录试验现象，对比各构件实验数据。通过试验揭示配筋率、荷载比、混凝土保护层厚度对构件耐火性能的影响。
　　 3.编制ANSYS分析命令流对构件进行温度场三维数值模拟计算。温度场计算结果与试验数据取得了良好的吻合，为进行构件耐火极限数值模拟提供了可靠的温度场数据，奠定了耐火极限数值模拟基础。
　　 4.为了简化计算，利用SAFIR2004工程抗火有限元分析软件建立构件截面二维模型。对构件进行二维温度场分析，取得了与试验值相接近的结果。二维温度场计算效率高于ANSYS三维温度场模拟。
　　 5.承接ANSYS温度场三维模拟数据编制构件结构分析命令。通过程序对结构进行耐火极限求解，验证了程序对细晶高强钢筋混凝土构件抗火性能模拟的有效性。在此基础上对构件36 种参数组合工况进行分析，得到耐火极限计算公式。