沉管隧道結(jié)構(gòu)火災力學行為研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，沉管隧道越來越多地應用于跨越江海湖泊，但由于其結(jié)構(gòu)狹長、空間小、通風條件差，一旦隧道內(nèi)發(fā)生火災，很難及時撲滅，后果將非常嚴重。大火除了對隧道內(nèi)的人員造成巨大傷害外，還會由于高溫導致混凝土爆裂和力學性能的劣化，對隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的損傷，大大降低結(jié)構(gòu)的承載力和安全性。
　　本論文的主要研究工作如下:
　　①基于熱傳導理論，采用大型有限元分析軟件ANSYS，建立了沉管隧道火災高溫分析模型，在合理選擇升溫曲線

2、與邊界條件、正確設(shè)置隨溫度變化的材料熱工參數(shù)的基礎(chǔ)上，進行沉管隧道結(jié)構(gòu)的火災工況溫度場模擬計算，研究得出火災高溫時沉管隧道結(jié)構(gòu)的溫度分布規(guī)律。
　?、诨跓釓椥粤W理論，建立沉管隧道溫度-結(jié)構(gòu)共同作用計算模型:根據(jù)結(jié)構(gòu)的受火時間，在沉管結(jié)構(gòu)內(nèi)部施加對應的溫度荷載;依據(jù)沉管隧道不同埋深段的外部條件，在結(jié)構(gòu)外部施加對應的荷載作用。利用該模型進行沉管隧道結(jié)構(gòu)火災工況熱應力計算，研究沉管隧道結(jié)構(gòu)在無隔熱條件下的熱應力變化規(guī)律及其造成的結(jié)構(gòu)

3、損傷深度。
　　③基于沉管隧道管段構(gòu)件模型火災試驗，可以得出構(gòu)件模型在兩層1cm厚(共2cm厚)玻鎂防火板保護下構(gòu)件表面及內(nèi)部溫度隨時間的變化規(guī)律。然后將構(gòu)件表面溫度變化規(guī)律作為沉管隧道溫度場數(shù)值計算的溫度荷載，進行數(shù)值計算，分析隔熱條件下結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度分布規(guī)律，進而開展隔熱條件下沉管隧道火災工況應力變化規(guī)律以及熱應力損傷的研究。
　　④基于高溫下沉管隧道可能達到的承載力極限狀態(tài)，在綜合考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度場分布以及混凝土與鋼筋力