本文選題：地震次生火災　切入點：裂縫　出處：《西安建筑科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：我國是地震災害頻發(fā)的國家,地震引起的次生火災造成的損失十分巨大,地震和火災的耦合作用使得震損混凝土構件的高溫性能變得復雜且難以預測。目前國內(nèi)外關于構件和結構震后抗火的研究較少,因此,很有必要對震損混凝土構件的高溫承載力進行深入研究,為震后結構的抗火性能提供堅實的理論依據(jù)。通過查閱現(xiàn)有混凝土構件和結構震害的資料,本文以裂縫和剝落作為混凝土構件主要的破壞形式,采用ABAQUS有限元軟件,根據(jù)工程中構件的實際受火方式,以震損混凝土構件的裂縫深度和剝落寬度作為幾何特征參數(shù),建立地震次生火災作用下震損混凝土構件的有限元計算模型,對其進行高溫作用下的溫度場分析,在此基礎上,開展震損混凝土構件高溫承載力的研究,并得到地震次生火災作用下震損混凝土構件承載力折減系數(shù)的計算公式。通過有限元數(shù)值模擬分析得到以下主要結論:(1)裂縫對震損混凝土構件溫度場分布的影響與裂縫處的受火情況有關,裂縫處的受火情況不同,裂縫震損混凝土構件的橫截面溫度場和軸向溫度場的分布有很大區(qū)別。(2)剝落震損混凝土梁溫度場的分布取決于剝落處和受火面的相對位置:梁底混凝土剝落時,梁底附近溫度升高;梁頂混凝土剝落對溫度場的分布沒有影響。剝落震損混凝土柱溫度場的分布受混凝土剝落的影響較大,相對剝落寬度越大,剝落處附近的溫度場分布的凹凸變化越明顯。(3)裂縫深度增加,裂縫震損混凝土梁抗彎承載力降低量增大,降低速率減小;裂縫震損混凝土柱抗壓承載力降低量和降低速率均增加。裂縫處為絕熱面時裂縫震損混凝土構件的承載力大于裂縫處為受火面時的震損混凝土構件承載力。(4)梁下端混凝土剝落的震損混凝土梁抗彎承載力的降低量和降低速率均大于梁上端混凝土剝落的震損混凝土梁。相對剝落寬度越大,剝落震損混凝土柱抗壓承載力越低,不同位置的剝落震損震損柱承載力的降低量和降低速率的變化也不同。(5)同一時刻下,根據(jù)震損混凝土構件的高溫承載力折減系數(shù)與震損尺寸的變化關系,得出震損混凝土構件的高溫承載力退化與震損尺寸、受火時間三者之間的量化關系。
[Abstract]:China is a country with frequent earthquake disasters. The losses caused by secondary fires caused by earthquakes are enormous. The coupling effect of earthquake and fire makes the high temperature performance of seismic damaged concrete members more complicated and difficult to predict. At present, there are few researches on fire resistance of components and structures after earthquake, so, It is necessary to deeply study the high temperature bearing capacity of concrete members damaged by earthquake, so as to provide a solid theoretical basis for the fire resistance of post-earthquake structures. In this paper, cracks and spalling are taken as the main failure forms of concrete members, and ABAQUS finite element software is used. According to the actual fire mode of the members in engineering, the depth of cracks and the spalling width of damaged concrete members are taken as geometric characteristic parameters. The finite element model of seismic damage concrete members under the action of earthquake secondary fire is established, and the temperature field under the action of high temperature is analyzed. On this basis, the research on the high temperature bearing capacity of earthquake damaged concrete members is carried out. The formula for calculating the reduction coefficient of bearing capacity of seismic damaged concrete members under the action of earthquake secondary fire is obtained. Through the finite element numerical simulation, the following main conclusions are obtained: 1) the influence of cracks on temperature field distribution of seismic damaged concrete members. In relation to the fire at the crack, The fire at the crack is different, The distribution of temperature field in cross section and axial direction of crack damaged concrete members is different from that of axial temperature field.) the distribution of temperature field of spalling concrete beam depends on the relative position of spalling place and fire surface: when the beam bottom concrete is peeling off, The temperature near the bottom of the beam increases, and the spalling of concrete at the top of the beam has no effect on the distribution of the temperature field. The distribution of the temperature field of the spalling earthquake damage concrete column is greatly affected by the spalling of concrete, and the relative spalling width is larger. The more obvious the convexity change of the temperature field distribution near the spalling place is, the more the crack depth increases, the flexural bearing capacity of the crack damaged concrete beam increases and the reduction rate decreases. When the crack is on the adiabatic surface, the bearing capacity of the cracked concrete member is larger than that of the cracked concrete member under the beam. The reduction of flexural capacity and the reduction rate of seismic damage concrete beams with end concrete spalling are larger than those of upper end concrete spalling concrete beams. The relative spalling width is larger than that of upper end concrete spalling concrete beams. The lower the compressive capacity of spalling damaged concrete columns, the lower the bearing capacity of spalling damage columns at different locations and the different variation of the bearing capacity and the decreasing rate of the bearing capacity of the spalling damaged concrete columns at the same time. According to the relationship between the reduction coefficient of high temperature bearing capacity and the size of earthquake damage concrete members, the quantitative relationship between the degradation of high temperature bearing capacity of concrete members and the size of earthquake damage and the time of fire exposure is obtained.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU398.9;TU352

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