火灾后混凝土材料力学性能与温度、时间的关系

摘要

本文通过对经历不同温度、不同恒温时间后并自然冷却的混凝土试块进行静压试验及劈裂试验，得出火灾高温后混凝土力学性能与受火温度、恒温时间的耦合关系，建立不同时间、温度下的本构关系模型。 (1)搜集整理了国内外现有的混凝土火灾文献记录，对高温后(下)的混凝土的热工性能和力学性能进行了概况和总结。 (2)采用电炉控制加热，使混凝土试块在内外达到相同温度水平以后，在恒温条件下使试件承受高温的时间不同，从而对混凝土强度产生不同影响。通过静压试验和劈裂试验测定高温后混凝土试件强度。 (3)综合整理试验数据，得出不同温度、不同恒温时间时混凝土试块应力-应变关系，以及其力学性能参数与温度、时间的耦合关系。 (4)引入在高温下岩石性能分析中得到了验证的时温等效原理，为火灾高温后混凝土力学性能与温度、时间的耦合关系寻找理论依据。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1建筑火灾的危害和起因

1.1.1建筑火灾的危害

1.1.2建筑火灾的产生原因

1.2课题的引出

1.2.1混凝土火灾高温下的特点

1.2.2混凝土抗火性能在结构抗火设计、检测及修复中的意义

1.3国内外研究现状

1.3.1国外研究状况

1.3.2国内研究状况

1.4本文的研究内容

第二章混凝土火灾高温下的性能

2.1引言

2.2混凝土内部温度场

2.3高温下混凝土热工性能

2.3.1混凝土的高温热传导系数

2.3.2混凝土的高温比热容和质量密度

2.3.3混凝土的热膨胀系数

2.4高温下混凝土的力学性能

2.4.1混凝土极限压应变

2.4.2混凝土高温下抗压强度

2.4.3混凝土高温下弹性模量

2.4.4混凝土高温下应力应变关系

2.4.5混凝土高温下抗拉强度

第三章火灾高温后混凝土性能试验

3.1试验简介

3.2试验设备

3.3试块制作

3.4高温试验

3.4.1试验过程

3.4.2试验现象

3.5静压试验

3.5.1试验过程

3.5.2试验现象

3.6劈裂试验

3.6.1试验过程

3.6.2试验现象

第四章火灾后混凝土性能试验结果分析

4.1质量变化

4.1.1混凝土孔隙率

4.1.2混凝土中自由水含量

4.1.3混凝土烧失量和烧失率

4.1.4混凝土高温后泡水质量改变

4.2温度变化

4.3抗压强度变化

4.3.1抗压强度随温度的变化

4.3.2抗压强度随恒温时间的变化

4.3.3抗压强度与温度、时间的耦合关系

4.4弹性模量变化

4.4.1弹性模量随温度的变化

4.4.2弹性模量随恒温时间的变化

4.4.3弹性模量与温度、时间的耦合关系

4.5本构关系变化

4.5.1本构关系随温度的变化

4.5.2本构关系随恒温时间的变化

4.6峰值应变变化

4.6.1峰值应变随温度的变化

4.6.2峰值应变随恒温时间的变化

4.7劈裂强度变化

4.7.1劈裂强度随温度的变化

4.7.2劈裂强度随恒温时间的变化

4.7.3劈裂强度与温度、时间的耦合关系

第五章火灾高温后混凝土性能分析

5.1简介

5.2抗压强度

5.2.1抗压强度与温度的关系

5.2.2抗压强度与恒温时间的关系

5.2.3抗压强度与温度、时间的耦合关系

5.3弹性模量

5.3.1弹性模量与温度的关系

5.3.2弹性模量与恒温时间的关系

5.3.3弹性模量与温度、时间的耦合关系

5.4劈裂强度

5.4.1劈裂强度跟温度的关系

5.4.2劈裂强度与恒温时间的关系

5.4.3劈裂强度与温度、时间的耦合关系

5.5应力应变关系

第六章时温等效原理在本文中的应用

6.1时温等效原理概述

6.1.1时温等效原理定义

6.1.2时温等效原理研究的发展

6.1.3本章工作

6.2时温等效原理推导

6.2.1非线性演变方程的建立

6.2.2非线性演变方程的解及本构方程

6.2.3单轴荷载下非线性应力-应变-温度方程

6.2.4单轴荷载下松弛模量的时温等效

6.2.5单轴荷载下蠕变柔量的时温等效

6.2.6位移因子的确定

6.3时温等效原理在本试验中的应用及局限

第七章结论与展望

7.1主要结论

7.2问题与展望

附录1试块抗压强度(N/mm2)

附录2试块峰值应变

附录3试块弹性模量(N/mm2)

附录4试块劈裂强度(N/mm2)

参考文献

致谢