火灾下钢筋混凝土梁温度场数值模拟研究

【目目的的】为研究钢筋混凝土梁在火灾作用下的抗火性能。【方法】运用ABAQUS有限元软件来建立钢筋混凝土梁传热模型，模拟钢筋混凝土梁截面在四面受火作用下的温度场变化情况，并分析梁截面温度的分布规律，从而研究防火涂层类型、涂层厚度对梁截面温度场分布的影响。【结结果果】研究结果表明，在涂有三种不同防火涂层后，梁截面温度会有不同程度的降低，涂抹相同类型涂料时，涂层越厚，同一时刻下钢筋的温度越低。相对而言，膨胀型防火涂料（超薄型和薄型）对梁截面温度的降低作用更明显。【结论】因此，防火涂层能有效提高钢筋混凝土梁的耐火性能。     

标准耐火试验加热条件下混凝土剪力墙温度场分布

本文开展标准耐火试验加热条件下钢筋混凝土剪力墙单面受火试验,研究受火时间和轴压力的大小对温度场分布的影响,结果表明:轴压力大小对温度场影响不明显,而受火时间越长,相同厚度处混凝土温度越高。     

混凝土短柱力学性能试验研究

为了考察轴压比和受火时间对按ISO 834标准升、降温曲线作用后的钢筋混凝土力学性能的影响规律，进行了7个截面为300 mm×300 mm、高度为900 mm的钢筋混凝土短柱火灾全过程作用后轴压力学性能试验.试验结果表明：随着升温时间延长，剩余承载力、刚度、延性呈减小趋势；随着轴压比增大，剩余承载力、刚度、延性基本呈增大趋势，只有试件SI01剩余承载力较大，与其他试件高温后随轴压比增大剩余承载力变化趋势不一致.本文研究成果可供钢筋混凝土短柱高温（抗火）设计和火灾后修复加固时参考.     

标准火灾全过程作用后钢筋混凝土短柱力学性能试验研究

为了考察轴压比和受火时间对按ISO-834标准升、降温曲线作用后的钢筋混凝土力学性能的影响规律,进行了7个截面为300mm×300mm、高度为900mm的钢筋混凝土短柱火灾全过程作用后轴压力学性能试验.试验结果表明:随着升温时间延长,剩余承载力、刚度、延性呈减小趋势;随着轴压比增大,剩余承载力、刚度、延性基本呈增大趋势,只有试件SI01剩余承载力较大,与其他试件高温后随轴压比增大剩余承载力变化趋势不一致.本文研究成果可供钢筋混凝土短柱高温(抗火)设计和火灾后修复加固时参考.     

火灾下钢筋混凝土受压构件高温性能研究综述

对钢筋混凝土受压构件的研究现状作了总结,重点提出了高温爆裂这一关键因素对钢筋混凝土高温性能的影响。今后的抗火性研究工作中,应着重考虑高温爆裂对构件的破坏,开展火灾下爆裂对钢筋混凝土柱抗火性能影响的研究非常必要。     

钢筋混凝土构件在高温环境下的温度作用研究

从热传导问题的基本公式出发求解出表面温度及平面瞬态温度场所用的有限元一般格式，进而在瞬态不均匀温度场状态下，推导出钢筋混凝土构件温度应力及温度内力简明表达式，并将计算结果与试验数据进行了比较、分析，证明了计算方法的正确性和有效性，其方法对工程设计具有一定的应用价值。     

荷载引起的温度应变对火灾后钢筋混凝土轴压构件的影响

受约束的和自由的钢筋混凝土构件在经历升温和降温的变化后其构件的应变化是不同的，这种变化称为荷载引起的温度应变（LITS），在升温阶段LITS随温度升高而增大，而且应力强度比越高，LITS越大，在降温阶段，LITS却保持不变，因此，由于存在LITS，如果混凝土构件在较高的应力水平下遭受火灾，火灾后混凝土构件会开裂或爆裂，为了研究LITS对高温后混凝土构件的影响，研究了轴压柱升降温后的应变变化，并讨论了影响LITS和混凝土爆裂的原因，分析表明，LITS对混凝土构件高温后的爆裂影响很大。     

基于温度场动态变化的林火蔓延模型研究

为了提高林火蔓延模型的准确性和通用性,文中把火场看作一个动态温度场,并从火场上任一微元体任一时刻温度变化状态出发,应用能量守恒定律,建立火灾区域温度场动态变化模型.经差分处理,得到进行模拟计算的一组温度场计算方程;由边界点条件,求出边界点的集合后,拟合得出火线函数,积分后可得到时刻火场的过火总面积、火线长度和火场形状,同时进一步证实了对流传热方式是影响林火蔓延的主要因素.从广州市8宗森林火灾的蔓延模拟结果看,过火面积的模拟精度约90%,能较准确地模拟林火发生时的过火面积和火线长度.     

配箍率对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能影响试验

为研究体积配箍率对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能的影响，进行了3个常温和9个经历ISO834 1h标准火灾升降温全过程作用后的钢筋混凝土短柱轴压力学性能试验研究了体积配箍率对钢筋混凝土短柱升降温过程中的变形性能及火灾后极限承载力、轴压刚度、延性等力学性能的影响研究表明，随着体积配箍率的增大，火灾后构件的极限承载力、轴压刚度和延性均有不同程度的增大，而变形性能无明显变化     

空心率对GFRP管-混凝土-钢管复合梁受力性能的影响

为研究空心率对GFRP管-混凝土-钢管复合梁结构抗弯性能以及滞回性能的影响规律,首先采用数值模拟软件ABAQUS建立了2根复合梁模型,并通过现有试验结果验证了该模型的正确性,在此基础上设计了15根复合梁模型构件,将空心半径设为0 mm、25 mm和50 mm,在研究抗弯性能时,通过改变混凝土强度进行横向对比,混凝土强度选用C60、C70和C80,分析复合梁结构的荷载-位移关系曲线和极限承载力的变化。在研究滞回性能时,通过改变钢管厚度进行横向对比,钢管厚度设为4 mm和8 mm,分析复合梁结构的滞回曲线、骨架曲线、极限承载力和极限位移。结果表明:对于空心半径不同的复合梁构件,荷载位移曲线趋势相同,随着荷载的增加,空心半径越小的构件抗弯承载力提升的越快且极限承载力越大;构件滞回曲线趋近梭形且相对饱满,说明复合梁具有优良的塑性变形能力;空心半径为50 mm的构件相比空心半径为0 mm和25 mm的构件承载力产生突降,因此不建议在工程实际应用中使用空心半径较大的复合梁构件;复合梁的抗震性能可以通过增加钢管厚度而增强。     

植筋混凝土压弯构件的恢复力特性

植筋技术是一种新的钢筋锚固技术，在解决新老混凝土连接、钢筋漏埋、错埋等钢筋生根问题中发挥着重要作用。被广泛应用于结构加固改造中，为研究植筋构件的延性和抗震性能，设计制作了两组六个钢筋混凝土压弯构件。一组为整体浇注的构件，一组为植筋构件，通过试验。对比分析了两组构件在反复周期荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、极限承载能力、极限变形能力与延性。并进行了理论分析，对比分析表明，在植筋锚固长度大于20D的情况下，植筋压弯构件的极限承载能力、极限变形能力和延性等主要力学指标都与整浇构件相当，植筋构件的抗震性能是可靠的。     

聚苯乙烯类外墙保温材料的火灾烟气蔓延特性研究

由于聚苯乙烯类保温材料极易燃烧,在火灾中产生大量烟气对人造成伤害,因此对聚苯乙烯外保温材料火灾的烟气运动规律进行研究显得尤为必要。本文通过FDS模拟某学生公寓外保温材料火灾,对聚苯乙烯外保温材料火灾烟气的特性和运动规律进行数值研究,分析了烟气温度场分布、烟气浓度等的变化规律。     

弦支穹顶结构抗火极限承载力分析

一、引言 目前,我国建筑造型的多样化、多功能趋势,使得钢结构有了更大的发展空间.耐火性能差是钢结构的一个致命缺点,钢材的强度、弹性模量等基本力学性能指标在高温下急剧下降,一旦发生火灾钢结构就有可能发生严重的破坏甚至过早地整体倒塌.而预应力钢结构对温度更为敏感,对其进行抗火分析显得更加重要.本文以2008年奥运羽毛球馆弦支穹顶结构[1]为例进行抗火反应非线性有限元分析.本文的研究内容可分为两大部分,对火的分析和对结构的火反应分析.     

基于ABAQUS的粘钢加固钢筋混凝土柱的研究

通过有限元软件ABAQUS对7根钢筋混凝土柱(其中6根用粘钢加固)在水平反复荷载作用下的模拟研究,比较分析了粘钢加固前后钢筋混凝土柱的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等。结果表明:粘钢加固可以有效地提高柱的承载力、延性和变形能力,减缓刚度退化,改善钢筋混凝土柱的抗震性能;粘钢加固损伤钢筋混凝土柱的抗震性能与损伤程度、轴压比和加固钢板厚度等因素有关。     

基于实测材料参数的钢筋混凝土矩形柱偏心受压极限承载力计算研究

【目的】为了研究钢筋混凝土矩形柱在偏心受压情况下的极限承载能力。【方法】针对规范上已有的钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件计算公式均以等效矩形应力分布图为基础的现象，本研究基于平截面假定，对混凝土压应力分布曲线进行积分并推导新的计算公式，通过MATLAB计算推导公式的理论值与钢筋混凝土矩形柱偏心受压构件试验所得的实测值进行比较。【结果】结果表明：钢筋混凝土矩形柱在偏心受压下，受拉区、受压区破坏现象与理论基本相符，通过推导的公式计算的极限承载力与实测值吻合程度较高。【结论】本研究验证了该推导公式可以对一般钢筋混凝土偏心受压情况下的极限承载力进行计算。     

两FDS版本模拟结果浅析

FDS作为一款开源的火灾动力学模拟软件,已被广泛应用于火灾烟气控制研究与评估。NIST于2013年11月初发布了最新的FDS 6.0.0版本,为了解新版本所带来的变化,本文通过同一模拟算例对FDS 6.0.0和FDS 5.5.3这两版本模拟结果进行了比较分析,发现FDS 6.0.0温度场结果更接近实验数据,FDS 5.5.3速度场和开口质量流量与实验数据基本一致,略优于FDS 6.0.0。两版本烟气层高度数值相差甚微,均比较保守。默认参数下FDS 6.0.0 CPU使用时间明显增加。     

三相分离器安全阀火灾工况的模拟和分析

本文将HYSYS软件引入到安全阀火灾工况的模拟中来,得到了改进的HYSYS静态模拟方法和HYSYS动态模拟方法。最后采用图解法、改进的HYSYS静态模拟和动态模拟法对胜利埕岛油田中心三号平台三相分离器分离器安全阀火灾工况下的最大泄放量、气体分子量、绝热指数和泄放温度、安全阀泄放面积等关键参数进行了模拟计算,并对结果进行了对比分析,为压力容器安全阀火灾工况分析的进一步研究提供了重要参考。     

基于三维元胞自动机的铣刀片温度场模型

铣刀片是机械加工过程中重要的切削工具,由于受到的热冲击对刀片会造成严重的损毁,因此研究切削过程中刀片内部的温度变化规律对揭示刀片的破损非常重要。为了解决这一问题,利用元胞自动机模型对铣刀片进行单元划分,建立了三维元胞自动机温度场模型,模拟温度场在刀具内部的分布。建立的温度场模型可以根据切削区所测的温度值来计算刀片其它区域的温度值,是研究铣刀片内部温度场变化的重要依据,为进一步研究切削热对刀片的破损原理奠定了基础。     

中间包导热过程的温度场计算研究

运用非正交曲线坐标转换方程对其温度场控制方程进行离散和求解,生成了梯形区域物理平面的贴体网格,同时应用非正交曲线坐标系对任一角度的梯形区域的流场进行模拟计算。并在同一条件下与直角坐标系所模拟的温度场进行比较,说明了非正交曲线坐标方法的正确性和可行性。     

钢筋混凝土门式框架结构抗火性能试验研究

对9个钢筋混凝土门式框架结构按ISO834标准升温曲线进行火灾试验和火灾后与常温下框架结构对比静载试验,初步探讨了火烧前荷载和温度对火烧后门式框架结构力学性能的影响,以及框架结构的剩余强度与温度的关系.试验表明:火烧温度比火烧荷载对试件的影响更大,受较大火烧荷载的试件,在经受较高温度后,承载力与变形等力学性能发生了较大的改变.当火烧温度为600℃时门式框架结构极限承载力下降36.9%,800℃时门式框架结构极限承载力下降48%,1 000℃时门式框架结构极限承载力下降达57.3%,基本丧失承载能力.