火灾下大空间铝合金网架受力性能

针对铝合金空间结构抗火性能较差的问题,以正放四角锥铝合金空间网架为对象,基于实用大空间建筑火灾空气升温经验模型模拟火灾温度场,采用增量法对各构件的温度进行计算,利用ANSYS WORKBENCH构建铝合金网架遭受火灾温度场的有限元模型,研究铝合金网架在火灾下不同时间段的受力效应和变形特征;并利用有限元的手段,对比分析了铝合金网架和Q355普通钢网架在火灾下的受力性能。研究结果表明:铝合金网架在火灾升温60 min时温度达到峰值,最大温度应力主要集中在角部支座附近,其变形特征为整体向上起拱;铝合金网架从角部杆件发生局部破坏,随后造成整体变形过大而导致整个网架的坍塌破坏;铝合金网架在常温下受力性能优于Q355普通钢网架,但火灾下受力性能劣于Q355普通钢网架,工程实践中应根据结构的使用功能合理选择结构的材料。     

大跨度空间网壳结构抗火反应分析

以凯威特单层球面网壳为实例,采用ISO-834标准温度-时间关系曲线模拟火灾,用ANSYS软件中的瞬态热分析进行温度场的分布计算和力学分析,模拟了火灾发生在结构的不同部位对结构变形的影响以及结构的破坏形式.通过对计算数据的对比分析得出网壳结构在局部火灾作用下的临界温度和耐火时间以及各位置最大变形特性,利用ANSYS单元生死的功能对该结构的失稳破坏机理进行分析,从一定程度上反应出空间网壳结构的整体抗火性能.     

浅议钢筋混凝土结构的耐火性能

建筑构件在火灾高温的作用下,内力产生剧烈的重分布,结构发生变形,使得构件的力学性能降低,从而导致整个结构的承载能力和安全性能受到影响,甚至可能会引起建筑物的破坏或倒塌。文章通过分析钢筋混凝土结构的热性能和在火灾高温环境中的行为,总结钢筋混凝土结构在火灾高温环境下承载能力和结构的安全性受到的影响,探讨提高钢筋混凝土结构耐火性能的设计方法。     

钢结构整体抗火模型的建立与有限元分析

考虑火灾下工字型钢梁温度沿截面高度呈非线性分布,以某角楼实际三维框架为研究对象,利用ABAQUS对在静力载荷和温度载荷共同作用下的钢框架整体结构进行数值模拟与有限元分析．通过编写输入文件对工字型钢梁截面施加非线性温度载荷,探索了火灾下整体结构的力学特性和薄弱环节,分析了受火区域不同时整体结构在局部火灾作用下的应力分布规律及变形特点,更加真实地模拟出了钢结构整体的抗火性能,为更加合理的进行整体结构的抗火提供参考．     

钢结构端板连接梁柱结点抗火性能试验和有限元分析

目的研究端板连接梁柱结点抗火性能,给出端板连接梁柱节点的合理构造措施,为其抗火设计提供理论依据.方法采用全尺寸火灾试验对端板连接梁柱结点的关键部位及最大失效荷载进行研究,在此基础上利用ANSYS有限元分析软件对梁柱结点进行不同工况下的数值模拟,并与试验结果进行比较.结果建立了不同温度下的荷载-位移曲线,为了保证结构在高温下的延性,应避免端板连接处的螺栓和焊缝过早破坏;当温度超过550℃时,端板与螺栓接触的部分易发生受剪及受拉破坏,导致结构倒塌.结论在斜向拉力作用下,端板与梁腹板连接的部分为危险区域,易发生破坏.工程中,为了保证梁柱火灾下的稳定性,防止结构垮塌,建议设置加劲肋.     

近塔桥面火灾对三塔悬索桥结构性能影响研究

以某三塔悬索桥中间钢塔为例,研究了火灾对钢桥塔和桥梁结构性能的影响.首先,通过火灾场景数值模拟,得出桥面近塔区域不同类型火灾场景下的火焰温度分布规律,以及钢结构桥塔的温度分布特性.其次,通过非线性分析获得了三塔悬索桥在不同的近塔火灾场景下结构静力性能的变化.结果表明,在大型车辆火灾作用下,钢中塔有超过80m~2的区域温度超过800℃,最高温度达到1 000℃以上,中塔性能受到显著影响.钢中塔的应力、变形发生较为明显的变化:钢塔产生4.6mm的竖向残余变形和53.8mm的侧向残余变形,火灾区域应力折减达70 MPa,而主缆、主梁的应力和变形变化较小.     

钢框架梁抗火承载力的有限元分析

为深入了解火灾下钢框架梁的破坏模式和各种因素对其抗火承栽力的影响，采用有限元法对工字形钢框架梁在不同荷载、不同约束下的极限承载力进行了理论计算，同时时平面框架进行了热一结构耦合计算．结果表明：钢框架中工字钢梁在火灾下的破坏模式为下翼缘侧移失稳，初始几何缺陷时刚接工字钢梁和简支工字钢梁的极限温度影响很小；受火梁由于梁的变形产生悬链力，会抵消一部分温度应力，且刚接梁在粱端部产生的局部屈曲进一步削弱了温度应力的影响；荷载较大时刚接梁的极限温度和耐火时间比简支梁高，且荷载时刚接梁的极限温度和耐火时间影响较小，对简支梁影响较大；粱柱节点是钢框架抗火的薄弱环节，火灾发生后非受火构件的内力也会发生较大的变化．     

简支钢梁火灾行为的试验研究

为了考察火灾作用下简支钢梁的破坏特征及结构性能,对2根采用国产轧制H型钢的简支梁在不同荷载水平作用下的抗火性能进行了试验研究.采用水平燃油炉对试件进行升温,给出了采用轧制H型钢的简支梁在火灾作用下的变形和截面温度分布.试验结果表明:在火灾作用下,荷载对简支梁的挠度影响较小,对梁破坏时的温度影响较大.试验结果为H型钢梁火灾行为的理论研究提供了依据.     

钢梁火灾下响应的虚拟仿真

根据火灾实验数据对结构的连续性、荷载大小及不同的连接结构对梁抗火性能的影响，进行了仿真计算，发现数值模拟得出的梁挠度-温度响应曲线与实验结果有极好的相关性，数值模拟能准确地预测结构出现急速变形的温度及时间．文中分析了连接结构的类型、轴向约束的强弱及载荷大小对结构抗火性能的影响．该研究诣在帮助了解结构的连续性及不同的连接形式对梁火灾下行为的影响并为开发简单，理性的设计方法提供研究基础．     

大跨度大悬挑桁架结构设置阻尼器的抗震性能分析

桁架结构因其具有合理的受力特点、优越的经济性以及优美的外观,在现代体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站等建筑中得到广泛的运用。然而在遭遇地震后,桁架结构经常会产生无法修复的变形、直接破坏或结构整体局部倒塌,究竟原因是结构构件吸收了大量的地震能量,导致结构构件进入弹塑性状态以及出现屈服甚至破坏。这种状况对于大跨度大悬挑桁架结构特别明显,即悬挑端在罕遇地震作用下的变形非常大或悬挑端出现局部倒塌。该文以某大型车站结构为例,对该结构的模型进行了静力和多遇地震作用下的分析,而且又做了在罕遇地震作用下的分析,证实了结构模型在多遇地震作用下结构内力和变形符合规范要求,但在罕遇地震作用下结构变形不满足要求,所以对该结构设置粘滞阻尼器,吸收地震能量,减小在地震作用下的变形。该文优化了该结构的阻尼器布置方案以及阻尼器参数,为此类工程的设计提供了参考。