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预应力混凝土箱梁的抗火性能研究
| 论文题名： | 预应力混凝土箱梁的抗火性能研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土简支箱梁;抗弯承载力;抗火性能;桥梁工程 |
| 摘要： | 随着我国公路桥梁事业的迅猛发展，交通运输工具的日趋复杂，加之可燃物运输车辆逐年增加，桥梁发生火灾的频率日益升高。与房屋建筑结构不同，桥梁的设计中并未设置防火系统，且桥梁处于空旷环境，空气流通量大，通风顺畅，一旦发生火灾将会严重影响其安全性和耐久性。预应力混凝土简支箱梁作为桥梁工程中常采用的结构形式之一，具有构造简单、施工方便等优点，对其抗火性能进行研究具有十分重要的工程意义。 本论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，选取预应力混凝土箱梁为研究对象，采用ANSYS建立空间有限元模型，分析了火灾下预应力混凝土箱梁的温度分布特点，研究了其正截面抗弯承载力和跨中挠度随延火时间的变化规律。主要研究内容有： （1）通过研究国内外学者的研究成果和相关规范，给出了预应力混凝土箱梁材料的热工参数和高温力学特性；采用通用计算程序ANSYS建立瞬态传热分析模型，分析了火灾下箱梁的温度分布特点及温度时程变化特点。 （2）基于强度损失的虚拟层截面等效原理，对混凝土进行了等效烧损深度换算，根据钢筋的高温力学特性，计算了普通钢筋和预应力钢束的烧损后强度；进行了火灾下预应力混凝土箱梁的正截面抗弯承载力计算，研究了抗弯承载力随延火时间的变化规律，拟合出火灾下箱梁正截面抗弯承载力衰减计算公式，并给出了火灾下箱梁基于正截面抗弯承载力的破坏时间。 （3）在箱梁温度场分析的基础上，采用热力耦合的方法对预应力混凝土箱梁进行了火灾全过程分析。揭示了火灾下预应力混凝土箱梁跨中挠度时程变化规律和裂缝发展特点；研究了预应力度对预应力混凝土箱梁抗火性能的影响，并提出了不同预应力度下预应力混凝土箱梁的挠度破坏准则；研究了受火位置和火灾场景对火灾作用下预应力混凝土箱梁跨中挠度时程变化的影响。 |
| 作者： | 谢金成 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张岗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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