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钢筋混凝土柱在火灾中的性能模拟和与欧洲规范的比较
摘要本文描述了一个两步的有限元线性分析钢筋混凝土柱在火灾中的变化。在第一步骤中，在横截面的温度分布在耐火过程中被确定。在接下来的步骤中，这个分析是使这些数据当作温度载荷。分析采用我们新的有限元建模列，它基于应变几何精确的平面和重大非线性梁、。测试的结果与欧洲建筑规范《EC 2》的要求进行了比较。本发明方法和测试和现实情况接近。人们还注意到，建筑物代码《EC 2》可能会对时间因素的考虑不周全。
关键词• 耐火性 ;
• 有限元法 ;
• 钢筋混凝土柱 ;
• 热应变 ;
• 蠕变应变 ;
• 瞬态应变 ;
• 欧洲规范2
1。介绍
钢筋混凝土结构的耐火性能分析在其设计中是十分重要的。分析工程师通常采用各种公式进行耐火结构的分析，没有真正理解的结构在火灾过程中的变化。
可以找到很多关于火灾结构的耐火性实验。实验在别设计的炉中进行，周围的空气的变化随着时间的推移按照规范中的设定。由于经济的原因，炉通常比较小，所以大多数实验中测试的单个结构元件是小到中等，例如钢筋或预应力简支或连续梁。这样的方法非常耗时，而且结果的分部不太准确，只有当化验样本数目是足够大的，这样的结果在统计学上才是可靠的，这样就使得实验非常昂贵。实验往往给一个比较好的图像的结构，特别是它的整体变化的过程，但不能直接提供其他一些数据。例如，在火灾过程中的应力分布或瞬间受力源-自/751+文,论`文'网]www.751com.cn，这是却是工程师对结构要了解的重要部分。这样的数据可以当作数学模型，如果它们是足够精确的。
为了克服这些缺点，有相当数量的研究已向数值计算方法的发展，减少使用昂贵的计算机模拟来预测的结构的行为。模拟的运用的一个例子是决定一个建筑物是否拆除，重建修复。火灾中结构的数值分析，需要准确的理论模型，这是一项非常复杂的任务，火与结构之间的相互作用非常复杂。已经提出了一些简化模型，简单的钢筋混凝土结构的耐火性能的评价，以及更先进的结构在火灾中的非线性变化。这些模型将火灾分成三个独立的连续步骤。在第一步中，我们估计（“火灾场景”）周围空气温度随时间的变化。在第二步中，我们确定混凝土结构的热量传递与时间的关系，以及结构内部的传热方式。我们必须对结构进行瞬间的能量分析，其中热传导问题由偏微分方程解决，很多时候湿度和压力还要改变这一计算过程。最后一步是依赖于时间的测定结构，由于同时运作的结构机械性能和温度负载的联系。在先进的非线性力学模型的基础上使用3D连续有限元法，将是完美的完成这个任务。不幸的是，这样的模型计算过于苛求分析建筑物的框架和目前对于火灾响应的预测只有简单的混凝土构件或他们细节部分。对于实际工作中参数的研究，主要是针对和柱，板的简化模型。这也是在本论文中所采取的做法。
我们对钢筋混凝土柱在火灾中的变化十分感兴趣，因为框架产生承载能力。框架的变形表现出如屈曲的几何效应，如随温度上升的材料软化，这些传播通过的横截面，并在轴向和横截面方向上的应力的重新分配的屈服。因此，火灾的程度代表分析精度的是对实验的严峻考验。我们的目标是建立梁模型，并提出适当的推断，提供充分可靠的结果来计算混凝土柱在火灾中的抵抗时间。我们通过比较实验，数值和建筑规范、的结果证明了这一点。我们还证明了，欧洲规范钢筋混凝土柱的耐火时间2的结果可能不准确。不过，让我们首先介绍如何估计由欧洲建筑规范中说明钢筋混凝土柱的耐火性！