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包头钢筋混凝土加固热工参数

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用户头像 感觉啊后悔
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评论人数:0 参与人数:211 楼主: 感觉啊后悔 发表于: 2018/09/28 15:08 只看楼主 查看全部
  1.包头钢筋混凝土加固热工参数
  本文采用Lie 建议的普通混凝土热工参数模型[4-5],同时考虑到混凝土中水分蒸发导致100℃左右的温度平台的影响,采用韩林海提出的修正比热计算式[文献6]:
  式中: 假设混凝土中所含水分的质量百分比为5%;为考虑水蒸气影响的混凝土体积热容;为未考虑水蒸气影响的混凝土体积热容;为水的体积热容。
  高强混凝土采用Kodur 提出的热工参数[7]。
  采用日本《建筑物综合防火设计规程》[8]建议的普通钢材SM490 的热工参数模型,耐火钢采用日本新日铁钢铁公司生产的SM490—FR钢[9],其高温下热工参数拟合式为[10]:
  式中:为钢材的热传导系数,W/(m·℃);为钢材的比热容,J/(kg·℃);为钢材的温度,℃。
  2.包头钢筋混凝土加固模型建立
  利用有限元软件ABAQUS 求解圆钢管约束钢筋混凝土柱截面温度场。采用结构化网格划分,钢管采用四结点热分析壳单元DS4,混凝土采用八结点三维热分析实体单元DC3D8,钢筋、箍筋采用二结点热分析桁架单元DC1D2。钢管和混凝土之间采用接触定义,界面热阻R= 0. 01 m2·℃ /W。钢筋与混凝土之间采用Tie 约束,以保证钢筋和混凝土交界面间无热损失。钢管约束钢筋混凝土柱的网格划分如图1 所示。
  a—混凝土单元划分; b—钢管单元划分; c—钢筋单元划分。
  3.包头钢筋混凝土加固典型算例
  图2 为计算所得火作用下圆钢管约束混凝土柱受火90,180 min 时的截面温度场,其中截面边长D= 500 mm,含钢率α = 2%( α =和分别为钢管与混凝土的截面面积) ,钢筋采用,构件两端一倍直径范围内箍筋采用,其余部位设置为。为保证构件体现出钢管约束钢筋混凝土柱的受力形式,保证钢管不直接承受纵向荷载的作用,在柱两端距端部50 mm 处分别设缝,宽度为10 mm。
  4.有限元验证
  采用文献[2]火作用下钢管约束钢筋混凝土柱的试验数据对本文有限元分析结果进行验证,其试件直径D = 300 mm,钢管厚度=2.75 mm,结果对比如图3—图6 所示,图中L 为温度测点距混凝土表面的最短距离; 1,2,3,4,7,8,9,11,13 为测点编号。
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