玻化微珠保温混凝土剪力墙在火灾下的温度场分析.pdf
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1、2 0 1 5 年 第 1 2期 (总 第 3 1 4期) Nu mb e r 1 2 i n 2 0 1 5 ( T o t a l No 3 1 4) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THEORE TI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 1 2 0 0 6 玻化微珠保温混凝土剪力墙在火灾下的温度场分析 刘 明军 ,李珠 ,刘元珍 , 江 卫涛 ( 太原理工大学 建筑与土木工程学院,山西 太原 0 3 0 0 2 4 ) 摘要 : 玻化微珠保温混凝土剪力墙实现了的保温承重一
2、体化, 是一种具有 自保温能力的剪力墙结构体系。 通过试验确定了玻 化微珠保温混凝土的导热系数随着温度的变化规律, 并且通过有限元软件 A B A Q US对玻化微珠保温混凝土剪力墙进行 了单面 和双面受火情况下的温度场模拟分析 , 确定了在火灾条件下玻化微珠保温混凝土剪力墙的温度场规律 , 从而对实际剪力墙构件 的耐火极限提供了理论分析依据。 关键词 : 玻化微珠保温混凝土 ; 剪力墙 ; A B A Q U S有限元分析; 温度场 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 1 2 一 o o 2 卜0
3、 3 An a l y s i s o f t e mp e r a t u r e f i e l d o f t h e r ma l i n s u l a t i o n g l a z e d h ol l o w b e a d c o n c r e t e s h e a r wa l l u n d e r f i r e LI UMi n g j u n, LI Z h u, L, L , Yu a n z h e n, I ANG We i t a o ( Co l l e g e o f Ci v i l E n g i n e e r i n g , T aly u
4、a n Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , T aly u a n 0 3 0 0 2 4, C h i n a ) Abs t r ac t: The r ma l i n s u l a tio n g l a z e d h o l l o w be a d s he a r wa l l a c h i e v e d t he i n t e g r a t i o n o f the r ma l l oa d i n g, i s a s e l fs h e ar wa l l s t r u c t u r e wi th
5、 t h e r ma l i n s u l a tio n c a pa b i l i ti e s Th r o u g h t e s t i n g d e t e r mi n e d t he the r ma l c on d u c t i v i t y o f the rm a l i n s u l a t i o n g l a z e d h ol l o w b e a d c o n - c r e t e wi th v a ri a ti o n i n t e mp e r a t u r e , a n d b y the fi n i t e e l
6、 e me n t s o f t ware A BAQUS f o r i n s u l a t i o n t h e r ma l i n s u l a ti o n g l a z e d h o l l o w b e a d c o n c r e t e s he ar wa l l i n c a s e o f fir e t e m p e r a t u r e -s i d e d a n d d o u bl e - s i de d b y fie l d s i m u l a t i o n a n a l y s i s t o de t e r mi n
7、e the c o n d i tio ns un d e r fir e i n s u l a tio n g l a s s b e a d s c o n c r e t e s h e a r wall t e mp e r a t u r e fie l d l a w, a n d thu s the fi r e r e s i s t a n c e o f the a c t u a l s h e a r wa l l s p r o v i d e a t h e o r e ti c a l b a s i s fo r a n a l ys i s K e y wo
8、 r d s: the rm a l i n s u l a t i o n g l a z e d h o l l o w b e a d ; s h e a r wa l l ; AB AQ US fi n i t e e l e me n t a n a l y s i s ; t e mp e r a t u r e fi e l d O 引 言 随着我国城市化进程的加快和能源危机 的 日趋严重 , 建筑节能已经引起了人类的高度重视。 由于我国土地资源 紧缺 , 多、 高层建筑 已经成为 了建筑发展的必然趋势 。 钢筋 混凝土剪力墙作为多 、 高层建筑结构中重要的受力构件 , 一 旦火
9、灾发生 , 剪力墙结构在很短 的时间内承受很高 的温度 , 容易引起剪力墙的承载力丧失, 从而对人们 的生命安全和财 产安全产生重大威胁。 因此 , 剪力墙在火灾下的温度场分析 对改善剪力墙 的耐火性能有着重要 的作用。 文献 1 对普通 昆 凝土剪力墙温度场进行 了有 限元分析。 玻化微珠保温混 凝土剪力墙由于具有良好的保温隔热l生 能和抗震性能 。 , 是 适应建筑节能发展要求的新型结构 自保温体系, 具有广阔的 应用前景。 文献 5 对玻化微珠保温混凝土梁的温度场进行了 有限元模拟分析, 本研究通过有限: 元 软件 A B A Q U S软件对玻 化微珠保温混凝土剪力墙进行火灾条件下的有
10、限元模拟分 析, 从而对保温混凝土剪力墙的抗火性能提供理论分析依据。 1 温度场计算模 型 1 1 温度场 的热传 导平衡 方程 混凝土的温度场在受火灾怕: 况下为非线性瞬态问题 , 根据傅里叶定律 , 钢筋混凝土剪力墙 的热传导微分方程如 式 ( 1 ) : ( + + = O T 【 + J ( 1 ) 式 中: f 火灾持续时间 , h ; 温度 , o c; 材料密度 , k N m ; c 材料比热容 , k J ( k g K ) ; A 导热系数 , w ( m K) 。 由于混凝土在 高温作 用下 , 混凝 土早 已达到凝 固 , 其 水化热很少 , 混凝土本身不再进行 放热
11、, 因此不考虑 昆 凝 土本身的发热 。 1 2温度场 的定解条件 ( 1 ) 初始条件 在火灾发生的时刻剪力墙 内部 的温 度和外部环境 的 温度保持一致 , 初始时刻 的温度如计算式( 2 ) : ( _) c , Y , z , t : 0 )=T o ( 2) 式中 : X , Y , z 直角坐标 系空间坐标 ; 温度 , ; f 时问, S 。 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 3 0 4 基金项目: 高等院校博士点基金项目( 2 0 1 0 1 4 0 2 1 2 0 0 0 7 ) ; 山西省高等学校科技创新项 目( 2 0 1 0 1 0 5 ) 21 学兔兔 w w w
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