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火灾下预应力混凝土箱梁承载能力研究
| 论文题名： | 火灾下预应力混凝土箱梁承载能力研究 |
| 关键词： | 预应力钢筋混凝土箱梁;载能力;温度场;火灾 |
| 摘要： | 近年来，随着交通量逐渐增大，运输易燃易爆物品的车辆越来越多，如果发生交通事故极易引发火灾。桥梁是交通网络的重要组成部分，在遭受火灾时，不仅会造成人员伤亡和财产损失，更会导致交通瘫痪，救援困难。预应力钢筋混凝土简支箱梁桥是经常采用的结构形式，在火灾高温下，混凝土和钢材的材料、力学性能随温度升高逐渐退化，进而导致桥梁的承载能力发生变化。 本文以国家自然科学基金—火灾下混凝土桥梁有效预应力衰变机理与承载能力分析方法研究(51308056)为依托，采用大型空间有限元软件ANSYS建立模型，分析了火灾下预应力混凝土箱梁桥的温度场和承载能力，揭示了承载能力随延火时间的变化规律。主要工作有： （1）通过分析比较国内外的研究成果，选取了预应力混凝土材料的热传导系数、比热容、热膨胀系数等热工参数和弹性模量、强度、本构关系等力学性能；使用大型空间有限元软件ANSYS建立了预应力混凝土箱梁的有限元模型，设置了不同的火灾工况，分析了火灾高温下箱梁截面的温度分布规律； （2）基于强度损失的虚拟层截面等效原理，计算了混凝土的累计烧损深度，根据预应力钢筋、普通钢筋的强度与温度的关系，计算了预应力钢筋和普通钢筋烧损后的强度；分别计算了L/8、L/4、L/2截面的正截面抗弯承载力，揭示了箱梁关键截面正截面抗弯承载力随延火时间的变化规律；通过定义不同的破坏准则，获取了火灾下桥梁结构的破坏时间； （3）采用热力耦合的方法，将温度场的计算结果作为荷载施加到结构场中。研究了预应力混凝土箱梁跨中截面的荷载—位移曲线随延火时间的变化规律，并由此判断其抗剪承载力，分析了火灾高温下预应力混凝土箱梁的裂缝情况，揭示了抗剪承载力随延火时间的变化规律；通过定义不同的破坏准则，获取了火灾下桥梁结构的破坏时间。 |
| 作者： | 程海鲲 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张岗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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