摘要：为研究圆截面钢筋混凝土柱在火灾下的温度场分布，依据已有的试验尺寸，基于顺序耦合法和国际标准升温曲ISO-834，采用ABAQUS软件对圆截面钢筋混凝土柱建立了热传导分析模型进行数值模拟。结果表明：温度场结果与实际试验值符合较好，可为高温下的力学性能研究提供依据。
关键词：钢筋混凝土柱；温度场；有限元；极限荷载
引言
随着我国经济的高速发展，当今的建筑结构中，钢筋混凝土结构占据很大一部分比例。火灾是危害最严重的灾害之一，一旦发生将对人类生命和财产安全带来带来巨大的损失。与木结构和钢结构相比，钢筋混凝土结构的抗火性能明显优于前两者。但在火灾发生时，受高温的影响，钢筋和混凝土的材料性能将发生严重的劣化，从而造成结构的承载力降低，严重时还可能导致结构发生倒塌和破坏。因此，对钢筋混凝土结构进行抗火性能分析，研究其在高温下温度场的分布和变化规律，变得尤为重要。
1数值模型的建立
本文采用的模型采用直径320mm，高2610mm的圆截面钢筋混凝土柱，纵向钢筋采用 HRB335直径8mm 的级热轧钢筋，配筋率ρ=1.1%；环形箍筋采用 HPB300直径 6mm 的复合井式箍筋，箍筋间距150mm，混凝土强度等级均采用 C30，保护层厚度30mm。
2温度场分析
2.1热传递基本原理
物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递现象称为热传导。热能传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。本文中钢筋混凝土柱表面与空气通过热辐射和热对流进行热交换，而在柱内部则通过热传递进行热量的转移。
2.2材料热工参数选取
材料热工参数的合理取值对有限元分析十分重要，过镇海学者做了大量试验和理论研究，提出的公式较接近实际。因此本文钢筋、混凝土热力参数采用过镇海所提出的公式。
3温度场计算及分析
图1 测点位置
图2 测点温度曲线
由图2可以看出，3个测点的试验曲线都经历了一段温度平台，这主要是因为混凝土吸热以后内部的水分蒸发所致，并且由于混凝土的比热较钢材大，其平台阶段更长。在升温后期，模拟计算曲线与试验曲线大致相互平行，这可能是由于混凝土内部水份含量较高，从而延迟了构件的升温时间，但理论计算中不可能完全考虑水份蒸发和迁移的影响，另外，热电偶的埋设位置误差也会对结果产生影响，所以计算曲线和试验曲线存在一定的差异。
4结论
（1）试件各测点温度模拟值与实际试验值吻合较好，随着受火时间的增加，距离受火面近的测点温度变化较快，距离受火面较远的核心区测点温度变化较慢。
（2）试件内部出现了的温度梯度，在截面边缘处温度梯度较大，圆心部位温度梯度较小且存在一部分温度梯度接近于零的区域。主要是由于混凝土的热惰性造成了这种分布特征。
参考文献：
[1]曹祥扩，蔡斌，李博. 基于ABAQUS的钢筋混凝土梁温度场有限元分析[J]. 吉林建筑大学学报，2019，36（02）：7-12.
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作者简介：
齐振雷，男，1994年8月生，汉族，河南洛阳人，沈阳建筑大学土木工程学院在读研究生，从事火灾下组合结构力学性能研究。
论文作者:齐振雷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：钢筋混凝土论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 温度论文; 截面论文; 梯度论文; 曲线论文; 《基层建设》2019年第25期论文;