连续梁高温抗火性能

本文介绍了4根双跨连续梁高温试验,通过对不同的加温水平的比较,得出了一些连续梁抗火性能的结论。     

端部约束部分嵌入式钢-混凝土组合梁抗火性能试验

为研究有约束情况下钢-混凝土组合梁的抗火性能,以荷载比为主要参变量,开展了 2个部分嵌入式钢-混凝土组合梁在ISO 834标准升温曲线下的足尺火灾试验.借助大型结构抗火试验平台模拟火灾环境,并通过预埋热电偶测试组合梁上部混凝土板内的温度场分布;利用布设在板面的位移计测量火灾下组合梁的竖向变形;通过专门设计的装置,实现对...     

预应力连续钢-混组合梁抗火性能

为研究预应力连续钢 混组合梁在火灾高温下的耐火性能,以通用有限元程序ABAQUS为平台,提出了模拟预应力连续钢 混组合梁火灾高温下非线性全过程受力行为的有限元模型。通过分析组合梁跨中挠度、拉索张力以及跨中与中间支座处弯矩随温度变化的规律,研究了荷载比、预应力比、拉索相对截面面积、跨高比4个参数对预应力连续钢 混组合梁抗火性能的影响。结果表明:荷载比对预应力连续钢 混组合梁的抗火性能有负面影响,荷载比越大,升温初期阶段拉索张力随温度升高而降低的速率越慢,且临界温度越低,达到临界状态时的挠度也越小,预应力比的影响主要在火灾升温的初始阶段,在这一阶段,预应力比越大,挠度增长越慢;随着温度进一步升高,不同预应力比条件下挠度 温度曲线接近重合;具有不同拉索截面面积的预应力连续组合梁,其跨中弯矩随着温度升高先降低,在150 ℃时达到最低值,之后随着温度升高弯矩不断增大;中间支座处负弯矩升温初期先增大,达到峰值后,随温度升高而逐渐降低;临界状态下预应力连续钢 混组合梁中间支座弯矩逐渐减小;具有不同跨高比的预应力连续钢 混组合梁,在荷载比相同时,其临界温度相差较小,挠度值接近;对于跨高比大于10的预应力连续钢 混组合梁,可以忽略跨高比对其抗火性能的影响。     

钢-混凝土组合梁抗剪连接件研究

钢‐混凝土组合梁是目前工程领域中广泛应用的构件形式,通过在交界面设置抗剪连接件抵抗型钢与混凝土的相对滑移及竖向掀起,能够保证2种材料形成整体共同发挥组合作用。文章重点介绍抗剪连接件分类、受力特点及国内外相关研究成果,并提出一种新型连接件形式,以期为抗剪连接件的后续发展研究提供参考依据。     

滑移对薄壁U型钢-混凝土组合梁挠度的影响

建立薄壁U型钢-混凝土梁的挠度计算模型,推导梁的平衡微分方程,得出组合梁在不同荷载作用下的挠度计算公式.对8根组合梁进行计算,将计算结果与用现有计算方法计算的值和试验值进行比较,结果表明,薄壁U型钢-混凝土梁的滑移效应对挠度的影响较大,不能忽略不计.在相同的剪力连接件作用下,薄壁U型钢-混凝土梁的剪力连接程度比普通钢-混凝土梁低,要适当增加剪力连接件,剪力连接程度系数可从0.66提高到0.75.通过与现行钢结构设计规范公式的比较和分析,得出适合薄壁U型钢-混凝土梁挠度计算的刚度折减系数修正计算公式.     

钢蜂窝梁-混凝土楼板组合梁抗火性能研究

目的研究钢蜂窝梁-混凝土板组合梁的抗火性能,分析不同参数对蜂窝组合梁临界温度的影响,为蜂窝式钢结构的抗火设计提供参考.方法分别对3根腹板为实腹、圆形开孔、正六边形开孔的蜂窝组合梁进行抗火试验;对比分析组合梁在火灾条件下的时间-位移曲线及临界温度;建立有限元计算模型,对火灾下的蜂窝组合梁进行数值模拟研究,对比不同开孔率、孔间距、腹板高厚比以及是否设置加劲肋等因素对蜂窝组合梁抗火性能的影响.结果加劲肋是影响蜂窝梁临界温度的重要参数;开孔率和孔间距对蜂窝梁的临界温度有一定影响;当腹板高厚比过大时,蜂窝梁很容易发生火灾下的腹板屈曲破坏,腹板高厚比越小,蜂窝梁临界温度越高.结论与开孔率和孔间距相比,加劲肋和腹板高厚比对蜂窝组合梁的临界温度影响更大,通过设置加劲肋及调整腹板高厚比,蜂窝组合梁的抗火性能可以得到有效改善.     

钢-混凝土组合梁螺栓连接件抗剪性能的试验研究

为研究正弯矩作用下钢-混凝土组合梁螺栓连接件的性能,对14个试件进行正向推出试验.试验结果表明:螺栓的破坏模式表现为栓杆剪切破坏,8.8级和10.9级高强螺栓的栓杆与钢梁翼缘交接处的混凝土出现不同程度的损坏,而采用4.6级螺栓试件的混凝土则无损坏现象;高强螺栓连接件的荷载-滑移曲线与栓钉非常相似,都有极短的直线段和较长...     

钢-混凝土组合梁纵向抗剪非线性分析

在钢-混凝土组合梁中,栓钉传递的剪力作用在混凝土板上,当横向钢筋配筋率低于一定值时,混凝土板会发生纵向剪切破坏,从而会导致组合梁的极限承载力降低,不能充分发挥组合梁的优势.采用了ANSYS软件对组合梁进行了非线性有限元分析,并结合试验结果探讨了横向钢筋对组合梁极限受弯承载力的影响,同时对组合梁的挠度及滑移进行了分析.计算结果表明,为保证组合梁混凝土板不发生纵向抗剪破坏,横向钢筋配筋率应不小于0.6%,利用给出的模型可反映出栓钉对混凝土板的作用.     

钢骨混凝土抗火性能非线性分析

进行了12个钢骨混凝土柱火灾下反应的试验．利用有限单元法和有限差分法的混合解法，编制有限元计算程序，得到钢骨混凝土柱的温度分布和极限承载力的数值计算方法．通过程序计算与火灾试验结果的对比分析，验证了分析理论和计算程序的可靠性．通过各种受火时间、长细比和偏心距的钢骨混凝土柱抗火性能的计算，得出了相应的极限承载力计算公式．     

含钢率对混凝土截面温度场分布的影响

将钢筋的圆形截面等效为面积相等的方形截面,采用四边形单元建立配置钢筋、型钢的混凝土截面的二维温度场分析模型,分析纵筋配筋率、型钢含钢率对混凝土截面温度场分布的影响.算例计算结果表明:钢筋对截面温度场分布计算结果影响较小,钢筋的存在使保护层内混凝土的温度降低,核心混凝土的温度升高,忽略钢筋对截面温度场分布的影响是合理的.型钢对截面温度场分布的计算结果影响较大,受火180min内混凝土截面内型钢翼缘中心处和截面形心处温度计算结果最大分别相差17.1℃和98.7℃;高温下型钢混凝土构件的抗火性能研究中,需要考虑型钢对截面温度场分布的影响;型钢混凝土构件火灾灾后性能评定中,核心型钢的力学性能可基本恢复.     

部分充填钢箱-混凝土组合梁受力性能有限元分析

为了研究部分充填钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能,完成3根简支组合梁构件在跨中两点反向对称荷载作用下的试验.选用合适的单元类型、本构关系及破坏准则,建立以模拟试验梁为对象的非线性模型,得到相应的挠度-荷载曲线和截面应变值,模拟结果与试验结果吻合良好.通过改变梁的一些主要参数,对极限承载力和跨中挠度进行预测.分析表明:若要提高极限承载力和降低跨中挠度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、顶板和中隔板,也可适当提高混凝土强度.     

预应力组合网架结构抗火性能数值分析

为了考察预应力组合网架结构在火灾下的力学性能和影响因素,结合实际工程对预应力组合网架结构的抗火性能进行了数值分析.介绍了采用的破坏准则、基本假定及有限元模型,考虑了边界条件、拉索布置、涂层厚度及节点刚度对其整体抗火性能的影响.通过分析,发现预应力组合网架具有良好的抗火性能;边界法向约束条件对于结构耐火时间具有显著影响;采用预应力索从下弦杆中穿过的方案,使得拉索受到了下弦杆的保护,延缓了升温速度;为达到规范规定的耐火时间,所需的防火保护层厚度低于规范规定的要求;模型中采用刚接或铰接节点,计算得到的耐火时间基本相同.     

标准火灾下U型钢-混凝土梁的耐火性能

为了研究U型钢-混凝土组合梁的耐火性能,文章采用在空间上运用有限单元与在时间上运用有限差分相结合的方法,应用ANSYS编制热分析程序,对组合梁在ISO-834标准火灾下的温度场进行了分析与计算.结果表明,在ISO-834标准火灾下,填充混凝土使U型钢-混凝土组合梁截面的温度分布不均匀,该梁的耐火特性显著优于普通型钢-混凝土组合梁,单纯地用给定临界温度来判定组合梁是否达到耐火极限不合理.此外,填充混凝土可有效降低钢梁截面的温度,产生温升延时效应,在升温前期,U型钢-混凝土组合梁的温度低于未填充混凝土的型钢梁,降幅可达15％～60％,温升延时可达约15 min.     

桥塔结构火灾温度荷载模型及效应分析

为研究火灾对桥塔结构的影响,提出桥塔近火面的火灾温度荷载模型,并对全塔结构的火灾效应进行分析。以高345 m的钢-混组合桥塔作为研究对象,设定7种火灾场景,采用火灾动力学仿真软件(fire dynamics simulator, FDS)获取不同火灾场景下桥塔近火面的温度分布。基于距离和高度参数建立近火面火灾温度荷载模型公式。以温度荷载模型为输入,计算获得桥塔壁面内部的瞬态温度场,通过顺序耦合力场分析桥塔在火灾下的力学性能。研究结果表明:火源与塔面距离较近时,火焰会发生贴壁现象,近火面温度较高且温度沿着桥塔高度方向逐渐降低; 火源与塔面距离较远时,近火面整体温度较低,桥塔倾斜使近火面的最高温度出现在火焰距离桥塔最近高度上; 在桥塔厚度方向,温度沿着厚度方向迅速降低且温度上升起点逐渐滞后; 不同火灾场景下桥塔的最大应力取决于近火面温度,应力集中在近火面温度较高的区域; 随着火灾的发展,应力集中区域由高温区域逐渐向低温区域发展; 近火面温度较低时,热膨胀效应会引起桥塔发生远离火源方向的侧向位移,而温度较高会导致近火面及其内部材料的承载能力大幅下降,侧向位移靠近火源方向发展; 桥塔施工期间发生火灾引起的侧向位移较运营期间更小。     

钢-混凝土组合梁的温度响应分析

根据钢-混凝土组合梁的受力特征,建立了混凝土板、钢梁上翼板、钢梁下翼板的纵向位移函数和钢与混凝土之间的相对位移函数.考虑了组合梁沿梁高线性分布的温度梯度作用,由弹性力学中应力与应变的关系,推导出组合梁的势能总方程.基于能量泛函变分原理,得出了组合梁在温度效应下的控制微分方程及相应的边界条件.若只考虑挠度位移函数,则该方程可退化为普通梁的变形微分方程.运用该方法可以求解变温、温差和温度梯度作用下组合梁的温度效应问题.     

钢筋混凝土梁高温试验现象及损伤分析

本文进行了相同条件下不同受火时间的钢筋混凝土梁的高温试验,通过试验数据及表观现象分析,研究火灾中受火时间分别为0小时,0.5 小时,1小时,1.5小时,2小时,3小时,钢筋混凝土梁构件宏观方面的变化,包括质量损失及表观颜色,裂缝,保护层等的变化规律和高温前后纵波波速的变化规律,总结出不同受火时间对钢筋混凝土梁构件损伤程度的影响。     

钢-砼结合梁温度应力的弹性力学解

采用弹性理论的半逆解法,视静定钢-砼结合梁为平面应力问题,将应力函数取为三角级数,考虑钢与混凝土的相对滑移,推导了钢-砼结合梁在一般温度分布作用下的应力公式。最后,通过算例,计算了钢-砼结合梁在温差、日照温度变化和骤然降温三种工况下的温度应力。     

泡沫铝合金耐火性能的研究

用有限元分析软件ANSYS建立泡沫铝合金的模型,模拟出在高温条件下泡沫模型的背火面温度场分布情况,得出其温度分布规律并求出它的耐火极限。同时对致密铝合金进行分析比较,发现泡沫铝合金的传热性能低于致密铝合金,而耐火性能优于致密铝合金。研究的结果对于泡沫铝合金在耐火材料方面的应用具有一定的指导意义。     

爆炸与火荷载联合作用下钢柱变形与破坏的数值分析

为了探讨爆炸和火荷载对钢柱的联合作用效果,以有限元软件ABAQUS为基础,建立了爆炸和火荷载对钢柱联合作用的三维有限元数值分析方法,包括显式准静态分析、显式动力学分析、显式热传导及热应力耦合分析3个步骤,计算过程中考虑了应变速率和高温软化效应对材料本构关系的影响。通过典型的钢柱抗火试验数据验证了分析模型和方法的可行性,并利用该方法定量分析了先爆炸后火荷载联合作用下钢柱的变形与破坏特点。结果表明,爆炸荷载降低了钢柱的耐火极限。