高温后预应力混凝土受弯构件受力性能研究

论文摘要

本文以无粘结预应力混凝土梁为对象，对预应力混凝土结构在火灾中的特性和火灾后的受力性能进行了试验研究，并进行了基于ANSYS的数值模拟分析，同时分别在试验和数值模拟的基础上分析影响预应力混凝土梁的受力性能的各个因素。本文主要内容包括：（1）对15根无粘结预应力混凝土梁进行高温加载，同时在高温后进行静力加载试验，直至构件破坏，获得其高温后的剩余承载力。（2）对本文中进行试验的构件进行基于ANSYS的数值模拟，以补充试验数据的离散性。（3）通过试验对高温下加载不同的恒载：具有不同综合配筋指标：不同混凝土净保护层厚度等影响高温后受力性能的因素进行分析。（4）通过数值模拟对具有不同综合配筋指标：不同混凝土净保护层厚度的构件以及具有不同高跨比的构件的高温后受力性能进行分析对比，并对其高温后承载力的下降程度进行分析和比较。（5）从理论上提出高温后预应力混凝土受弯构件剩余承载力的实用计算方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究动态
• 1.2.1 建筑防火的简介
• 1.2.2 我国建筑抗火研究的状况
• 1.2.3 预应力混凝土结构抗火性能的研究进展
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 钢筋与混凝土材料高温后的热工和力学性能
• 2.1 引言
• 2.2 钢材经历高温后的热力学性能
• 2.2.1 高温后钢筋的热工和力学性能
• 2.2.2 高温后预应力钢绞线的力学性能
• 2.3 高温后混凝土的力学性能
• 2.3.1 高温后混凝土的抗压强度
• 2.3.2 高温后混凝土的抗拉强度
• 2.3.3 高温后混凝土的受压弹性模量
• 2.3.4 高温后混凝土的受压应力—应变全曲线
• 2.4 小结
• 第三章 无粘结预应力混凝土梁的高温后加载试验
• 3.1 引言
• 3.2 试件设计与试验装置
• 3.2.1 试件设计
• 3.2.2 高温下试验装置和测量
• 3.3 高温后构件的宏观表象
• 3.4 试验的内容和方法
• 3.5 试验的过程和构件的破坏特征
• 3.6 构件的变形
• 3.7 预应力筋的应力增量
• 3.8 高温后无粘结预应力混凝土梁的受力性能的影响因素分析
• 3.8.1 对高温后剩余承载力的影响因素之一：高温下恒载的作用
• 3.8.2 对高温后剩余承载力的影响因素之二：混凝土净保护层厚度
• 3.8.3 对高温后剩余承载力的影响因素之三：综合配筋指标 q
• 3.9 小结
• 第四章 数值模拟与理论分析
• 4.1 引言
• 4.2 基于 ANSYS 程序的工程结构几何非线性分析
• 4.3 基于 ANSYS 数值模拟，分析影响剩余承载力的因素
• 4.3.1 火灾后钢筋混凝土简支梁抗弯剩余承载力的数值模拟的正确性验证
• 4.3.2 对高温后剩余承载力的影响因素之一：混凝土保护层厚度
• 4.3.3 对高温后剩余承载力的影响因素之二：截面综合配筋指标
• 4.3.4 对高温后剩余承载力的影响因素之三：高跨比η
• 4.4 小结
• 第五章 剩余承载力的简化计算方法
• 5.1 引言
• 5.2 计算模型
• 5.3 基本方程
• 5.4 对本文试验结果的实例计算
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 （攻读学位期间发表论文和参与科研情况）