压型钢板-混凝土组合楼板温度场有限元模拟

采用有限元方法，对火灾下压型钢板-混凝土组合楼板的温度场进行了分析，得到了瞬态温度场分布云图及温度随啼间变化的曲线，并与试验结果进行比较，二者吻合较好．表明所建立的计算模型合理、模拟方法正确、可行；同时比较了两个不同仿真模型的计算结果，从而得出最佳计算模型，为计算火灾下构件温度场提供了实用的方法；对研究组合楼板抗火性能具有重要意义．     

钢与混凝土组合楼板的纵向抗剪分析

通过对压型钢板横向及纵向弯曲刚度的简化，将钢与混凝土组合楼板处理为弯曲各向异性楼板。文中采用有限元分析计算，分析了组合楼板在垂直集中荷载下的正应力和纵向剪应力分布，讨论了组合楼板在极限状态下的纵向剪力计算方法。     

轻型钢筋混凝土复合楼板的三维有限元分析

建立混凝土钢筋复合楼板的三维有限元模型，研究轻型钢筋混凝土复合楼板在常温静载下的力学性能，得到了复合楼板全场的应力分布以及钢筋与混凝土交界处的应力分布，对进一步研究火灾条件下复合楼板的力学性能奠定了基础。     

预应力钢-混凝土组合双向楼板的非线性有限元分析

利用非线性有限元方法，对预应力钢－混凝土组合单向楼板和双向楼板进行了空间受力全过程分析，并通过改变预应力筋配置进行了参数讨论，分析结果说明，相对于钢－混凝土组合单向楼板，组合双向楼板的承载力可以提高133％，刚度可以提高66％，而施加预应力后，承载力还可以继续提高，钢－混凝土组合双向楼板是一种非常有前途的结构形式。     

压型钢板-煤矸石砼组合楼板的力学性能

利用工业废料-煤矸石作骨料，采用均匀设计方法设计压型钢板-煤矸石砼组合楼板的试验方案，并进行多因素，多水平的组合楼板的试验研究，分析了组合楼板的弯矩与挠度的关系曲线，弯矩与滑移的关系曲线及组合楼板的受力过程；使压型钢板-煤矸石砼能够应用于实际工程，从而降低建筑物的自重和造价，使自然资源得到可持续利用。     

火灾后钢筋混凝土结构抗震性能分析

钢筋混凝土结构在火灾的作用下，混凝土与钢筋的力学性能会发生变化，进而导致钢筋混凝土柱、梁、楼板和墙受到损伤。分析了火灾后各导致构件承载力降低的主要因素，提出了火灾后的检没与鉴定方法。     

组合楼板连续板不同受火工况的有限元分析

采用有限元法对组合楼板连续板在火灾下的结构响应进行模拟,研究了组合楼板三跨连续板在3种不同受火工况下的变形特征、裂纹产生和内力变化规律;分析了负筋长度对连续板火灾行为的影响.结果表明:连续板为超静定结构,受拉钢筋处于低温区,能充分利用其强度,抗火性能优于简支板;连续板的火灾行为与受火工况密切相关;从变形角度看,中跨受火时,耐火性能最好;中、边两邻跨同时受火时,耐火性能最差;支座反力随火灾温度的变化,反映了结构内力的重新分布规律;复杂受火条件下的结构响应一般不能由相应的简单受火条件下结构响应的叠加得到;负筋截断处为塑性铰最容易出现的位置;负筋长度影响楼板的变形形态和变形过程,但对最终挠度影响不大;为提高抗火性能建议负筋长度取为板跨的1/2～2/3.     

喷涂保温材料-原竹组合楼板抗弯性能研究

为了获得一种喷涂保温材料-原竹组合楼板抗弯性能,完成了1组共计2个试件的试验研究.通过试验观察对比各级荷载作用下组合楼板和原竹骨架楼板挠度的发展情况,探讨楼板的破坏过程、破坏形式及破坏机理,考虑竹材与喷涂保温材料之间的组合效应,获得组合楼板的抗弯承载力和抗弯刚度.研究结果表明:原竹与物料组合效应较好,组合楼板能够满足抗弯承载力和挠曲变形的要求,可以作为土建楼板使用;试验组合楼板在正常使用阶段的整体抗弯刚度约为原竹骨架楼板的17倍,其极限承载力约为原竹骨架楼板的2倍.     

基于组合楼板影响的空间钢框架连续倒塌分析

建筑结构在意外事件情况下的连续倒塌问题,已成为国内外土木工程学科的研究热点。钢与混凝土组合楼板作为目前钢结构常用的楼板形式,对结构的抗连续倒塌能力影响较大。采用拆除构件法对不带楼板、带钢筋混凝土楼板和带组合楼板的9层空间钢框架进行了连续倒塌仿真计算,分析比较了不同框架的自振周期、破坏模式、相邻构件内力变化与失效机制等,研究了组合楼板对结构抗连续倒塌能力的影响。研究表明,考虑组合楼板后空间钢框架结构的抗连续倒塌能力得到显著提高,且提高程度大于钢筋混凝土楼板。     

组合楼板抗弯承载力研究

为研究压型钢板-混凝土粘结成整体的组合楼板共同受力时,特定型号的压型钢板及配筋条件下混凝土组合楼板的抗弯承载能力,依据试验现象分析,确立了简化的破坏模式.对简化破坏模式进行了受力分析,并利用虚功原理推导出组合楼板的抗弯承载力设计表达式,给出了试验采用的压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力计算公式.研究表明:压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力和压型钢板、配筋相关,压型钢板-混凝土组合楼板的工程设计应考虑压型钢板、受力钢筋的贡献.     

火灾下门式钢刚架倒塌模式及影响因素

采用火灾下门式钢刚架结构足尺倒塌试验验证有限元模型(FEM),然后对门式钢刚架结构进行二维及三维模拟,并研究构件升温工况、柱脚刚性、跨高比、防火保护、截面温度梯度、荷载比、风荷载及次要构件等因素对火灾下门式钢刚架结构倒塌模式的影响,归纳出四种典型倒塌模式。结果表明:有限元模型能准确预测火灾下门式钢刚架结构的倒塌行为;构件升温工况、柱脚刚性、荷载比及次要构件对倒塌模式影响较大,而风荷载、防火保护、截面温度梯度及跨高比对倒塌模式影响较小。最后,归纳了不均匀火灾下门式钢刚架结构的倒塌规律。     

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。     

一种考虑温度影响的高效几何非线性梁柱单元

在梁-柱单元位移函数中引入了轴力的影响,将传统3次位移函数改进为4次位移函数,并推导得到了考虑温度影响的几何非线性梁-柱单元.该单元的几何非线性刚度矩阵中完整考虑了单元位形变化对平衡方程的影响、温度变化对材性和单元应变的影响以及单元位形变化对几何方程的影响,进而可以考虑二阶效应、弓形效应.采用该单元编制了有限元程序,算例分析表明,该梁-柱单元精度得到了显著改善,可以极大减少非线性有限元模型的单元数量,在分析火灾下梁的悬链线效应、火灾下杆系结构连续性倒塌等问题上具有显著优势.     

钢管混凝土柱截面温度场的简化计算方法

为方便实用,研究了火灾下铜管混凝土柱截面温度场的简化计算方法。首先,编制了有限差分法的数值计算程序来计算火灾下钢管混凝土柱的截面温度场,程序计算结果与试验结果符合得较好;其次在试验结果和大量数值计算结果的基础上分析了钢管壁厚、钢管直径以及混凝土骨料类型等因素对截面温度场的影响;最后,对部分主要因素对截面温度场的影响进行了简化处理,并拟合给出了火灾下钢管混凝土柱截面温度场的简化计算方法,简化计算方法的精度满足工程实用的精度要求。     

火灾下钢骨混凝土柱温度场分析

在合理建立室内火灾传热模型基础上 ,利用有限单元法和有限差分法的混合解法 ,给出了钢骨混凝土柱高温下温度分布的数值计算方法 ,并编制了有限单元法计算程序 ,以分析火灾下钢骨混凝土柱在不同时刻的温度场 .通过程序计算与火灾试验结果的对比分析 ,验证了分析理论和相应计算程序的正确性和可靠性 .     

火灾下带肋薄壁方钢管混凝土柱温度场的计算

考虑了水分对混凝土热工参数的影响,采用有限元法编制了计算火灾下带肋薄壁方钢管混凝土柱截面温度场的程序,计算结果得到了以往实验结果的验证.在此基础上,分析了无保护层和带保护层构件截面温度分布的规律.结果表明:纵向加劲肋的存在加快了截面内的热传导,防火涂料保护层的隔热效果明显优于水泥砂浆.此外,考虑水分影响时截面点的升温比不考虑时滞后,对于升温迟缓的区域,最大温差可达到86℃.     

火灾高温下轴心受压型钢混凝土柱的应力分析

利用通用有限元分析程序ANSYS10.0对轴心受压型钢混凝土柱(ACSRCC)在火灾高温下截面应力分布进行了数值模拟分析,获得了ACSRCC截面的应力场分布,并对2种结果进行了对比。基于不同材料应力的转换原理和叠加原理,提出了火灾高温下ACSRCC截面应力的数值计算方法,计算结果与模拟分析结果大致吻合。最后研究了型钢保护层厚度等因素对火灾高温下ACSRCC力学性能的影响规律。     

火灾下碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性分析

在合理选取混凝土、钢筋及碳纤维布力学性能参数的基础上,建立了带防火保护的碳纤维布加固混凝土梁高温下数值计算模型,应用ANSYS软件编制了碳纤维布加固钢筋混凝土梁火灾下非线性有限元分析程序NFACCB,实现了加固梁火灾下的热力学耦合分析.分析结果表明:采用合理的防火保护,加固梁可以获得较好的耐火性能;防火材料厚度a和火灾载荷比k对加固梁耐火性能有显著影响;纵筋配筋率n、碳纤维布加固量m、防火材料导热系数以及截面尺寸也对火灾下的加固梁挠度产生影响;而加固梁挠度随防火材料的比热和容重的变化不明显.     

火灾下钢框架抗连续倒塌动力响应分析

为研究钢框架结构在火灾作用下的抗连续倒塌动力响应。通过ABAQUS有限元软件分别对二层四跨平面钢框架瞬间去柱动力试验以及平面钢框架火灾试验进行数值模拟。将数值模拟获取的竖向位移-时程曲线和破坏模态与试验结果对比,验证了有限元模型的准确性,获取的位移-温度曲线也验证了顺序热力耦合方法的适用性。在验证有限元模型有效性的基础上,进一步研究瞬间去柱的钢框架结构在不同受火温度下的抗连续倒塌动力响应。研究表明：不同节点的连接形式对钢框架进行瞬间去柱时,钢框架的破坏模态与结构的稳定性影响显著,当火灾高温下钢框架采用加强型节点时,框架柱更容易发生过度屈曲,从而更容易引发连续倒塌;温度越高,钢框架去柱后中柱节点的峰值位移值和稳定后的竖向位移值均有明显提升,结构动力响应越明显,结构抗连续性倒塌能力也越小。     

拱坝坝肩稳定可靠度分析方法探讨

以有限元和可靠度理论为基础,分析导出拱坝坝肩抗滑稳定可靠度公式,并编制了实用程序.对实际工程进行计算和分析并对比了定值分析方法,得出一些有益的结论.