钢筋混凝土梁升降温全过程温度场分析

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土梁升降温全过程温度场分析
杨大峰．徐明
(东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室。江苏南京210096)
【摘要】文章主要利用了SAFIR有限元分析软件对火灾下钢筋混凝土梁升降温全过程的温度场进行分析和计算，并采
用该分析软件计算结果与火灾试验结果对比分析．探讨了高温下钢筋混凝土粱升降温全过程截面温度场的分布规律，为预
洲火灾后钢筋混凝土粱的损失提供参考依据。
【关键词】SAFIR；钢筋混凝土梁；升降温；温度场
【中图分类-~-]TU375．1 【文献标识码】A [文章编号】1005—6270(2014)04—0027—03
Analysis of Temperature Distribution in Reinforced Concrete Beams during Heating
and Cooling Phases
YANG Da-feng XU Ming
(1．Key Laboratory of Concrete and Pre-stressed Concrete Structure of Ministry of Education，
Southeast University，Nanjing Jiangsu 210096 China)
Abstract： The software of SAFIR finite element analyisis is used to analyze and calculate temperature
distribution of RC beams during heating an d cooling phases．Th e computational results are verified against the
data obtained by experimental tests of RC beams during heating and cooling phases．This paper explores the
regular pattern of temperature distribution in beams during heating an d cooling phases．Th is research will
provide a reference for predicting damage of RC beams after high temperatures．
Key words：SAFIR；reinforced concrete beam s；heating an d cooling；temperature distribution
0 引育
火灾具有升温速度快和扩散快等特点。发生突然、难于
控制、破坏力强。火灾造成的直接伤害明显高于其他高温
源。2009年．俄罗斯共发生187 490起火灾事故。死亡
13 933人。受伤13 207人，烧毁建筑物54 020栋。直接物
质损失109．297亿卢布【lJ。2009年，英国发生火灾事故
249 ooo起。其中各类建筑物火灾61 000起，道路交通火灾
36 000起田。我国发生的火灾次数和造成的经济损失也相
当的惊人。常见的火灾有建筑火灾、露天生产装置火灾、可
燃材料堆场火灾、森林火灾、交通工具火灾等，其中建筑火
灾发生次数最多．损失最大。约占全部火灾的80％m]。
2010年l1月5日．位于吉林市船营区珲春街的吉林商
业大厦发生火灾。共造成l9人死亡、24人受伤和重大财产
损失．这场大火也成为201O年中国内地死亡人数最多的火
灾事故。目前对构件截面温度场的研究主要集中在火灾的
升温阶段．对降温阶段的研究却相对较少，但是根据报道，
降温阶段结构也会发生破坏而倒塌造成人员财产伤亡。
20l4年上海宝山区民科路一厂房发生火灾．在火灾即将被
扑灭时．失火厂房突然发生坍塌。造成宝山消防支队2名战
士被埋压。经全力抢救无效，壮烈牺牲。由此可以看到，该厂
房在升温阶段仍可以保持其完整性．而在降温阶段却发生
了破坏。在火灾现场。救助者会在火熄灭后进入现场，这时
结构发生倒塌必然会造成更多的人员伤亡[41。因此，研究结
构在升降温全过程中的温度场分布是十分必要的。
在钢筋混凝土框架结构中．钢筋混凝土梁是房屋建筑、
桥梁建筑等工程结构中最基本的承重构件．应用范围极广。
火灾高温会削弱钢筋混凝土梁的承载能力引起结构的破坏
甚至倒塌。本文主要对火灾作用下。采用SAFIR有限元分
析软件对钢筋混凝土梁升降温全过程的温度场进行分析和
计算．并探讨了升降温全过程中钢筋混凝土梁温度场的分
布规律．为火灾后钢筋混凝土梁损伤评定与加固提供参考。
1 计算原理
在高温作用下．钢筋混凝土梁内部温度场的求解属于
非线性瞬态问题．其控制方程是一个非线性偏微分方程。在