考虑爆裂的高强混凝土柱耐火性能研究.pdfVIP

第 卷 第 期 苏州科技学院学报（工程技术版） 26 2 Vol． 26 No． 2 年 月 （ ） 2013 6 Journal of Suzhou University of Science and Technology Engineering and Technology Jun． 2013 考虑爆裂的高强混凝土柱耐火性能研究 郜秋鹏 ， 毛小勇 ， 行盼娟 （苏州科技学院土木工程学院，江苏苏州 215011 ） 摘 要： 高强混凝土（HSC ）柱在高温下会产生爆裂，缩短柱子的耐火极限，研究发现爆裂的随机性也使得数值模拟 有一定的难度。应用ABAQUS 建立了考虑高温爆裂的HSC 柱有限元模型，并得到实验数据的验证。应用验证后的模 型，分析了爆裂对温度场的影响，以及爆裂长度和爆裂深度对四面受火HSC 柱耐火性能的影响。 结果表明： 爆裂后 截面温度随爆裂深度的增大而逐渐上升；在相同爆裂深度下，随着爆裂长度的增加，HSC 柱耐火极限减小，轴向位移 增加；相同爆裂长度下，随着爆裂深度的增加，HSC 柱耐火极限有较大降低。 关键词： 高强混凝土柱；耐火极限；爆裂；温度场 中图分类号： + 文献标识码： 文章编号： （ ） TU398 .1 A 1672-0679 2013 02-0005-04 与普通混凝土相比，高强混凝土（High strength concrete ，简称HSC ）具有抗压强度高、渗透率低、耐久性 好及变形小等优点，可显著减少构件截面尺寸，获得更大利用空间，在高层尤其是超高层建筑中的应用日益 广泛。 [1] 大量的火灾实例和研究发现， 在 下容易发生爆裂，缩短了 柱的耐火极限 。 对于火 HSC 350~500 ℃ HSC [2] 灾中的高强混凝土构件爆裂直接导致截面温度场发生突变，构件承载力降低，加重了构件的破坏程度 。 国 , 外学者 ， [3]对四根 梁进行了试验研究和数值模拟，进行混凝土爆裂分析时，假定高温作用 Dwaikat Kodur HSC [4-5] 下单元中心处的孔隙蒸气压力大于混凝土的抗拉强度时该单元发生爆裂；国内学者吴波、唐贵和 开展了 不同受火边界下HSC 柱的试验研究， 并进行了相关的数值模拟。 该方法以保护层范围内单元的温度超过 作为混凝土单元爆裂的判断依据 并将发生爆裂混凝土单元的材料强度降低为零。 分析过程中截面温 350 ℃ , 度场的计算没有考虑混凝土爆裂的影响。 由于爆裂的复杂性和随机性， 目前对考虑爆裂混凝土构件的模拟分析还很不完善。 针对这种情况，该文 建立了不同受火边界（相邻两面、三面、四面）条件下考虑爆裂的高强混凝土柱抗火分析模型，验证了模型的 正确性，并重点分析了爆裂深度和爆裂长度对构件温度