底面受火钢筋混凝土T梁温度场非线性有限差分分析

"底面受火下钢筋混凝土T梁温度场非线性分析" 本文主要探讨了底面受火情况下钢筋混凝土T梁的温度场非线性分析。作者丁发兴、余志武和唐国庆通过中南大学土木建筑学院的研究，提出了一种基于有限差分法的解决方案。在火灾场景中，钢筋混凝土T梁的温度会随时间和热工参数的变化而产生复杂的行为，这是一个典型的非线性瞬态热传导问题。 首先，研究者根据能量守恒原理，针对底面受火的T梁构建了有限差分平衡方程，这使得能够推导出任何体积单元在下一时刻的温度计算公式。他们进而开发了一个专门用于T梁截面温度场非线性分析的有限差分程序。通过对实际案例的计算，间接验证了这种方法的有效性和准确性。 文章强调，对火灾下钢筋混凝土T梁温度场的准确计算是研究其力学性能和耐火极限的基础，同时也是评估火灾后建筑结构损伤程度和修复加固决策的重要依据。目前，虽然已有学者采用有限差分法和有限元法解决了三(四)面受火的矩形梁(柱)截面二维温度场计算，但针对底面受火的T梁，其独特的受热模式需要特殊处理。 文中提到了一些国内外学者的工作，如LieT.T.、KodurV.K.R.、董毓利、过镇海等，他们分别提出了对角线网格法和矩形网格法的差分格式，以及有限单元-差分混合分析法。然而，余志武等人在此基础上，通过增大混凝土比热的方法，考虑了混凝土中自由水和结合水反应导致的温度滞后效应，提出了混凝土比热放大系数和受火面换热系数的计算公式，简化了温度场的计算过程。 对于T梁来说，由于其腹板和翼缘板的几何特性，其温度场分布与矩形截面梁不同，尤其是在没有隔墙的框架结构中，底面受火的T梁会呈现出独特的热传导模式。因此，这种特定情况下的温度场分析显得尤为重要，对火灾安全评估和建筑设计具有实际指导意义。 该研究通过非线性有限差分方法，为底面受火的钢筋混凝土T梁温度场分析提供了新的理论工具和技术支持，为后续的结构抗火设计和火灾后评估提供了科学依据。