火災(zāi)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三維溫度場的數(shù)值模擬

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1、第36卷第4期四川建筑科學(xué)研究2010年8月SichuanBuildingScience87火災(zāi)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三維溫度場的數(shù)值模擬陳育，龔春城，張小英(華南理工大學(xué)電力學(xué)院，廣東廣州510640)摘要：研究受火鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度場隨時間的變化對于分析高溫下建筑結(jié)構(gòu)強度、形變的變化規(guī)律以及建筑結(jié)構(gòu)的抗火性能是至關(guān)重要的?；谌S非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程，用控制容積法建立了火災(zāi)環(huán)境下鋼筋混凝土三維非穩(wěn)態(tài)溫度場的離散格式。計算了火災(zāi)環(huán)境下一鋼筋混凝土樓板的三維非穩(wěn)態(tài)溫度場，其結(jié)果與文獻報道的試驗數(shù)據(jù)基本一致。還計算了一個由樓板、梁、柱和磚墻構(gòu)成的鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中5h的

2、溫度場。計算表明，各受火面在三維方向上的溫度分布不是均勻的，火災(zāi)下建筑整體結(jié)構(gòu)的溫度場計算是一個三維問題；受火表面溫度受到內(nèi)部鋼筋的影響而呈現(xiàn)波浪形分布；樓板和柱子的鋼筋耐火極限應(yīng)該同時被考慮。關(guān)鍵詞：火災(zāi)；鋼筋混凝土；溫度場；數(shù)值模擬中圖分類號：TU375文獻標識碼：A文章編號：1008—1933(2010)04—087—04Numericalsimulationofthree．dimensionaltemperaturefieldsinreinforcedconcretestructureunderfireCHENYu，GONGChuncheng，ZHANGXiaoy

3、ing(SchoolofElectricPower，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Calculatingthechangesofthetemperaturefieldinthereinforcedconcretemembersunderfirepreciselyisveryimpo~antfortheanalysisonthechangelawoftheintensity，deformationandthefireresistanceperformanceinhightemp

4、eraturebuildingconstruction．Baseonthethree—dimensionalheatconductiondiferentialequation，thediscreteformulationofthree—dimensionalunsteadytemperaturefieldunderfireisestabhshedbythevolume—controlmethod．Comparisonbetweenthenumericalresultsoftheunsteadytemperaturefieldforthereinforcedconcrete

5、slabinfireandthetesteddatashowsthattheyarcbasicallyidentica1．Alsoafive—hournumericalsimulationoftemperaturefieldforrealreinforcedconcretemodelwhichismadeupofslab，beams，columnandbrickwallsisconducted．Theresultshowsthat：(1)，thetemperaturedistributionsofthesurfacesexposedtofireinalldirection

6、sisnotuniformandtheintegralstructuretemperaturefieldcalculationofbuildingunderfireisaproblemthatshouldbeconsideredinthreedimensionalmethod．(2)，thewave—liketemperaturedistributionisshowedintheexposedsurfacebecauseofthesteelbars．(3)，thefireresistanceanalysisoftheslabandcolumnwhicharevieweda

7、sawholeshouldbeconsideredsimultaneously．Keywords：fire；reinforcedconcretestructure；temperaturefield；numericalsimulation了許多研究，對應(yīng)的研究成果有HTARC程序、U刖旨USTFAP1程序以及TFIELD軟件等。研究受火鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度場隨時間的以往對火災(zāi)下的鋼筋混凝土溫度場數(shù)值模擬大變化對于分析高溫下建筑結(jié)構(gòu)強度、形變的變化規(guī)多采用一維或二維的簡化方法，但實際火災(zāi)中的整律以及建筑結(jié)構(gòu)的抗火性能是至關(guān)重要的