杨宇

【摘要】本文利用ANSYS对圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱进行温度场分析，结果表明，置于钢管混凝土中CFRP筒若采用耐高温树脂基碳纤维材料，当升温时间达到120min时，它的节点温度仍低于其玻璃化转变温度，故此种构件具有很好的耐火性能。

【关键词】圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱；温度场；玻璃化转变温度；数值模拟

1、引言

近年来，计算机技术的蓬勃发展，引导了科学研究的各个领域，成为科研探讨中不可或缺工具。其中，计算机的模拟和仿真技术已经成为火灾科学研究的重要手段。各种火灾模拟软件也在不断的涌现，比较有名的火灾模拟软件有FDS和CFAST等。FDS（火灾动力模拟）是由美国国家标准局建筑火灾研究实验室开发的基于场模拟的火灾模拟软件，在火灾安全工程领域中应用十分广泛。FDS是一个由CFD（计算流体力学）分析程序开发出来的专门用于研究火灾烟气传播的模型，可以模拟三维空间内空气的温度、速度和烟气的流动情况等。

CFRP复合材料因其具有轻质高强、热膨胀系数低、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能好、无磁、高耐久性等优点，在国内外土木工程界中被广泛应用[1]。但是，由于CFRP复合材料的耐火性能极差，因此CFRP在需要抗火设计的建筑结构中的应用得到了限制。本文利用ANSYS对圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱的温度场分布进行分析，将CFRP材料置于混凝土中，可以有效地延缓CFRP的升温，使其在结构构件中继续发挥作用。

2、圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱数值模拟分析