一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法技术

一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法，属于火灾安全风险评估技术领域，包括如下步骤：(1)进行火灾试验设计，利用Abaqus软件对火灾试验下的T形叠合梁建立数值模型，通过模型进行数值模拟；(2)在已验证的有限元模型的基础上对工况进行扩充，模拟出不同参数对火灾后T形叠合梁残余弯曲刚度的影响，所述的参数包括T形叠合梁的叠合参数γ、叠合面的摩擦系数λ及受火时间t；(3)根据模拟所得结果，采用SPSS数据分析软件进行不同工况的T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度的拟合，最后将计算值与试验值或模拟值对比验证计算方法的准确性。本发明专利技术通过精确计算可有效提高火灾后T形叠合梁弯曲刚度评估的可靠性。刚度评估的可靠性。刚度评估的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法


[0001]本专利技术属于火灾安全风险评估
，具体涉及一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法。

技术介绍

[0002]已知欧洲规范中规定了钢筋混凝土简支梁火灾后受弯刚度计算方法，该方法是基于常温下梁的刚度对其进行面积系数的折减：(EI)
z
＝[k
c
(θ
M
)]2E
c
I
z
。此方法有三个缺陷：一是未考虑火灾下钢筋强度的折减，即火灾下钢筋的受力性能会随着温度的升高而降低，从而使截面的中性轴位置发生改变，最终导致截面惯性矩发生变化，因此钢筋强度的退化会降低T形叠合梁的刚度；二是未考虑叠合梁预制板厚度的影响，当其预制板厚度减小时，叠合梁整体性与稳定性下降，其高温下强度劣化加重，耐火性降低，增大火灾下结构的倾覆倒塌风险；三是叠合面的粗糙程度同样影响T形叠合梁在火灾下裂缝扩展及截面温度场的分布，进一步影响梁的刚度退化。而在实际工程中，叠合梁具有不同强度的钢筋，不同预制板厚度与叠合面粗糙程度，各种工况T形叠合梁火灾后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法，其特征为：包括如下步骤：(1)进行火灾试验设计，利用Abaqus软件对火灾试验下的T形叠合梁建立数值模型，通过模型进行数值模拟；(2)在已验证的有限元模型的基础上对工况进行扩充，模拟出不同参数对火灾后T形叠合梁残余弯曲刚度的影响，所述的参数包括T形叠合梁的叠合参数γ、叠合面的摩擦系数λ及受火时间t；(3)根据模拟所得结果，采用SPSS数据分析软件进行不同工况的T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度的拟合，最后将计算值与试验值或模拟值对比验证计算方法的准确性。2.如权利要求1所述的一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法，其特征为：所述的步骤(1)中，进行火灾试验设计时，考虑到火灾炉尺寸及现行混凝土结构设计规范要求，设计并制作21根T形截面梁，其中14根预制装配T形叠合梁，7根现浇梁，T形叠合梁与现浇梁的长度均为3000mm，截面总高度均为300mm，翼缘高度均为100mm，翼缘宽度均为450mm，梁肋部宽度均为150mm，与现浇梁不同的是T形叠合梁的翼缘部分由现浇部分与预制部分组成，预制部分高度h有40mm与60mm两种类型，分别与翼缘部分总高度的比值为0.4与0.6，根据混凝土结构设计规范对保护层厚度的要求，T形叠合梁与现浇梁的保护层厚度均为30mm，梁上使用荷载块施加均布荷载，荷载比为44％。3.如权利要求1所述的一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法，其特征为：所述的步骤(1)中，所述的数值模拟包括如下具体步骤：(11)火灾试验模拟：使用Abaqus软件，采用顺序热力耦合来模拟高温下在均布荷载作用下T形叠合梁的力学性能：即首先建立温度场模型，然后将得到的温度场作为已知条件，进行热应力分析，得到高温下的应力应变场，最后建立模拟高温后静力加载试验的数值模型；分析传热问题时建立的T形梁的模型中，混凝土采用八节点线性传热六面体实体单元，钢筋采用两节点传热单元，钢筋与混凝土之间采用Tie进行绑定，保证钢筋与混凝土间热量的传递，按照试验实测炉温进行升温，梁体除顶面不受火外，其余面均暴露火场中，均匀受火；将温度场模型中的温度场导出，作为预定义场预设至应力分析模型中，该模型混凝土采用八节点六面体单元，对该单元进行缩减积分，沙漏控制，钢筋采用两节点线性三维桁架单元，钢筋与混凝土采用内置嵌入的连接方式，保证两部分共同受力，T形叠合梁的叠合面处的连接方式采用笛卡尔单元建立无尺寸的三维弹簧来模拟叠合面接的相互作用；(12)进行火灾后静力加载试验模拟：火灾后，在梁上的两个三分点的位置施加逐级递增的集中荷载，直至梁完全破坏达到承载力极限值，该模型中，混凝土采用八节点六面体单元，钢筋采用两节点线性三维桁架单元，钢筋与混凝土采用内置嵌入的连接方式，保证两部分共同受力；(13)有限元模拟验证：将T形叠合梁试件跨中截面不同测点在火灾下温度场的试验值与模拟值绘图，将火灾下及火灾后跨中位置的挠度绘图，将试验值与模拟值进行对比验证。4.如权利要求1所述的一种T形叠合梁火灾后残余弯曲刚度计算方法，其特征为：所述的步骤(2)包括如下具体步骤：(21)考虑高温后T形叠合梁的残余弯曲刚度B
Pt
，在相同工况的现浇梁的残余弯曲B
Rt
的
基础上进行折减，二者关系式为：B
Pt
＝(1
‑
β)B
Rt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，β为折减系数；现浇梁在高温后的残余弯曲刚度采用划分网格叠加的方法计算，不考虑受拉区混凝土的抗拉强度，对受压区混凝土划分网格；根据平截面假定，高温后受压区混凝土任意位置的应变表示为：式(2)中，ε
ct
为受压区混凝土应变，h0为截面有效高度，x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘延春，王欣宇，韩岩青，刘才玮，王鹏霏，苗吉军，黄绪宏，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：