薄壁U型钢混凝土梁火灾下的ANSYS非线性分析：温度场与挠度研究

本文主要探讨了薄壁U型钢混凝土梁在火灾条件下的结构性能分析，利用了ANSYS软件进行火-结构耦合的数值模拟。作者采用有限单元法（FEM）在空间域和有限差分法（FDM）在时间域的结合方式，构建了一种复合的分析模型。这个模型旨在研究组合梁在ISO 834标准规定的典型火灾场景下的温度分布和挠度随时间的变化。 该研究的焦点在于模拟梁在受火过程中的非线性行为，特别是在温度和荷载作用下的力学响应。U型钢混凝土组合梁作为一种新型建筑构件，因其轻质、高效、节省材料和低碳等特性而备受关注。然而，关于其在火灾高温下的性能研究相对较少，尤其是在非稳态热传递、多介质和复杂边界条件下的动态热-结构行为分析。 在ANSYS模拟中，关键步骤包括创建详细的几何模型，设定合理的边界条件，以及定义材料的热导率和非线性行为。通过对标准火灾下的温度场和挠度-时间曲线的分析，结果显示，模拟结果与实验数据高度吻合，验证了模型的有效性和准确性。这不仅有助于理解U型钢混凝土梁在火灾中的行为，也为建筑设计和安全评估提供了重要的参考依据。 关键词：薄壁U型钢、组合梁、火灾、火-结构耦合、ANSYS模拟。通过这种方式，研究者揭示了这种结构在火灾条件下的应力分布、温度变化和可能的变形行为，为确保建筑在火灾中的安全性能提供了深入的理解和技术支持。同时，这也推动了相关领域的理论研究和工程实践的发展。