钢筋混凝土简支板火灾行为的试验研究

建筑火灾概率极高，因建筑物多为钢筋混凝土结构，故研究钢筋混凝土结构的抗火性能，通过抗火设计来提高结构的抗火能力，已经成为国内外研究的方向。本文在进行了火灾条件下钢筋混凝土简支板足尺试验的基础上，着重对钢筋混凝土板温度场的分布规律、保护层厚度、配筋率对钢筋混凝土简支板变形的影响进行分析。     

火灾下混凝土简支板等效火灾荷载的简化计算

根据热传学原理,得出高温下钢筋混凝土板截面温度场的分布,计算出火灾下钢筋混凝土简支板极限抗弯承载力,得出钢筋混凝土简支板的等效火灾荷载,为火灾下钢筋混凝土极限抗弯承载力的计算提供了方便。     

钢筋混凝土双向简支板火灾行为的试验研究

通过对足尺钢筋混凝土双向简支板进行恒载下的受火试验研究,得出了双向板在受火过程中板的温度场分布规律,板平面外的变形以及板边转角的改变情况,并给出了一些有价值的结论和建议,为今后结构火灾行为进一步的理论分析提供了依据.     

火灾下钢筋混凝土结构热弹塑性变形分析

为了研究钢筋混凝土结构在火灾作用下的力学性能,利用弹塑性理论,根据材料不同的屈服法则,分别给出了钢筋和混凝土材料考虑温度变形和徐变变形热弹塑性问题的增量本构方程。考虑钢筋和混凝土力学性能随温度的变化,编制程序对钢筋混凝土简支板进行了非线性分析,并利用相关文献的试验结果,对本构方程的正确性和适用性进行了验证。对火灾作用下1榀单层单跨钢筋混凝土框架进行了非线性分析,并给出了部分节点位移随受火时间的变化规律。结果表明,钢筋混凝土结构在高温下会产生很大变形,钢筋混凝土框架梁柱节点位移随受火时间变化的曲线并不是呈单调变化趋势,有拐点存在,梁柱节点竖向位移值小于梁跨中节点值。     

桥梁检测中的数据处理分析

分析了桥梁的典型病害及其成因,介绍了桥梁检测数据中钢筋混凝土简支板缺损状况评价原则,探讨了简支板梁缺损状况变权评定方法,以正确分析处理桥梁检测数据,保证桥梁检测的有效性。     

装配式钢筋混凝土简支板梁桥铰缝接触面应力分析

装配式钢筋混凝土简支板梁桥的铰缝性能直接影响各板梁共同工作性能。目前,在役的这类桥数目庞大,其铰缝损伤较为严重,甚至有些出现了单板梁受力状况。虽然铰缝的构造措施不断加强,但铰缝损伤仍比较普遍。本文通过装配式钢筋混凝土简支板梁桥铰缝接触面应力有限元计算,找出接触面各应力控制位置,然后据此进行其极限承载力分析,给出接触面的薄弱位置,提出了铰缝构造的改进措施。     

火灾作用下混凝土双向简支板的挠度计算

小挠度薄板理论可以用来确定混凝土双向板正常使用时的挠度,当用于计算火灾作用下处于大挠度的双向混凝土板挠度时则会带来很大误差。在引入弹性板的大挠度微分控制方程后,考虑外加荷载与高温的共同作用,并计及高温下材料特性的变化,对火灾作用下钢筋混凝土双向简支板的挠度随温度的变化进行了分析。引入无量纲量,对大挠度微分控制方程进行无量纲化处理,并以无量纲板均布荷载为摄动参数,结合Galerkin方法提出了钢筋混凝土双向简支板火灾作用下挠度的计算式,计算结果与试验结果吻合较好,可为火灾作用下板的大挠度分析提供依据。研究结果表明：火灾作用下混凝土板的挠度与外加荷载和热弯矩均有关,与热弯矩成线性关系,而与外荷载则成非线性关系;当没有热弯矩时,挠度主要由外加荷载确定;当外加荷载恒定时,挠度则主要由热弯矩引起。     

火灾作用下混凝土双向简支板的挠度计算

小挠度薄板理论可以用来确定混凝土双向板正常使用时的挠度,当用于计算火灾作用下处于大挠度的双向混凝土板挠度时则会带来很大误差。在引入弹性板的大挠度微分控制方程后,考虑外加荷载与高温的共同作用,并计及高温下材料特性的变化,对火灾作用下钢筋混凝土双向简支板的挠度随温度的变化进行了分析。引入无量纲量,对大挠度微分控制方程进行无量纲化处理,并以无量纲板均布荷载为摄动参数,结合Galerkin方法提出了钢筋混凝土双向简支板火灾作用下挠度的计算式,计算结果与试验结果吻合较好,可为火灾作用下板的大挠度分析提供依据。研究结果表明:火灾作用下混凝土板的挠度与外加荷载和热弯矩均有关,与热弯矩成线性关系,而与外荷载则成非线性关系;当没有热弯矩时,挠度主要由外加荷载确定;当外加荷载恒定时,挠度则主要由热弯矩引起。     

高强钢丝布-聚合物砂浆加固混凝土楼板的静载试验研究

基于中国建筑东北设计研究院老办公楼改造项目，为研究高强钢丝布-聚合物砂浆加固法在楼板加固中的受力性能，模拟老办公楼楼板制作了同跨度、近似等强度的钢筋混凝土试验基板，进行了试验基板（B1类）、试验基板板底采用高强钢丝布-聚合物砂浆加固（B2类）、试验基板板底采用高强钢丝布-聚合物砂浆和板顶采用钢筋混凝土叠合层加固（B3类）的3类实比例楼板的静载试验。试验结果表明：在试件挠度达到L/200之前，跨中正筋拉应力未达到屈服，荷载主要有高强度钢丝承受；在跨中挠度达L/200时、产生相同裂缝宽度0.200 mm时和极限承载破坏状态时，加固后的楼板承载能力均有大幅度提高；板边支座形式对承载力影响较大，采用连续板相比简支板形式，能较大提高承载力。     

对《混凝土结构设计规范》几点GB50010-2002修编改版的建议

本文主要提出了“除单跨简支板、悬臂板之外的钢筋混凝土受弯板中纵向受拉钢筋的配筋率不应小于0．15％和45fl/fy中的较大值”的建议，并对配筋率规定的历史回顾、国外标准、试验研究成果、工程调查等背景资料作了介绍。本文还提出了板中高强钢筋标志直径不宜小于6mm、有条件情况下梁主筋尽量不少于3根等建议。     

火灾下钢筋混凝土板温度场的计算

考虑了水蒸气的影响,利用ABAQUS有限元软件对火灾下钢筋混凝土板的温度场进行了分析,计算结果与实验结果吻合较好,从而为进一步深入认识钢筋混凝土板的高温力学性能创造了条件。     

钢筋混凝土四边固定板温度裂缝的形态特征

从温度应力出发,分析了钢筋混凝土四边固定板温度裂缝的形成原因.基于"分布式"裂缝模型,采用有限元软件ANSYS建立了钢筋混凝土四边支撑板的有限元模型,并对钢筋混凝土楼板在温度、重力以及温度和重力共同作用下的裂缝分布进行了分析,得出了钢筋混凝土四边固定板温度裂缝的形态特征,即仅在温度作用下,钢筋混凝土四边固定板将在楼板中...     

双向应力作用下钢筋混凝土板非线性本构关系

以复杂几何形状、边界条件及配筋形式的钢筋混凝土薄板为研究对象,根据钢筋混凝土有限元理论,以三角形分层组合式的弹性薄板弯曲单元为基础,研究了混凝土为各向异性材料在双向应力作用下的本构关系。     

Performance of CFST column to steel beam joints subjected to simulated fire including the cooling phase

This paper presents the experimental results of three concrete filled steel tube (CFST) column to steel beam joints with reinforced concrete (RC) slabs under combined loading and fire including the heating and cooling phases. The test parameters include heating time and thickness of the fire protection material. Temperatures and deformations of the joint specimens during the heating, cooling and post-fire phases were measured. A finite element analysis (FEA) model to simulate the action of a CFST column to steel beam joint under combined loading and fire is developed. The FEM model was verified by the experimental results. The FEA model is then used to analyse the temperature distribution in the heating and cooling phases. The moment versus relative rotation angle between the CFST column and the beam under combined loading and fire including the heating and cooling phases is also discussed.     

The behaviour of reinforced concrete slabs in fire

In this paper a robust model is presented based on the previous layer procedure developed by the author to also take into account the effects of concrete spalling on the behaviour of concrete slabs under fire conditions. In this study, a detailed analysis of a uniformly loaded reinforced concrete slab subject to different degrees of concrete spalling under a standard fire regime is first carried out. Further, a series of analysis of floor slabs with different degrees of concrete spalling is also performed on a generic reinforced concrete building. A total of 16 cases have been analysed using different degrees of spalling on the slabs, with different extents and positions of localised fire compartments. It is clear that adjacent cool structures provide considerable thermal restraint to the floor slabs within the fire compartment. And it is evident that the compressive membrane force within the slabs is a major player in reducing the impact of concrete spalling on the structural behaviour of floor slabs in fire.     

火灾作用下钢筋混凝土简支梁温度场的非线性有限元分析

模拟火灾作用,采用大型结构分析程序ANSYS对钢筋混凝土简支梁的温度场进行了非限性有限元分析,得出了火灾作用下混凝土简支梁的温度场分布规律;并将计算结果与试验结果进行了比较,表明温度场的计算结果与实际结果符合良好,从而使火灾作用下钢筋混凝土简支梁的温度场分析从以往的定性分析上升到定量分析,为今后控制火灾作用对钢筋混凝土简支梁的影响提供了重要的计算依据和背景材料.     

火灾后陶粒混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋陶粒混凝土结构的受力性能,对一组陶粒混凝土简支梁进行高温过火及火灾后的常温加载试验.与火灾前相同陶粒混凝土和普通混凝土构件进行对比,过火后试件的正截面受弯和斜截面受剪承载力均有不同程度的降低.同时,对陶粒混凝土试件的高温过火及过火后的加载试验进行有限元模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析.     

弹丸对混凝土薄板的冲击破坏效应

介绍高速弹丸冲击混凝土薄板后所产生的贯穿破坏效应,通过模型试验、数值模拟和量纲理论分析,取得了三者吻合较好的结果,并导出了计算弹丸穿透混凝土薄板后残余速度的经验公式。通过弹丸撞击有限厚度钢筋混凝土靶板的模型试验,获得了有关靶板冲击破坏的宏观图象及弹丸贯穿靶板后的残余速度。介绍了非线性三维动力有限元程序和混凝土材料的脆性损伤模型,对弹丸冲击效应试验中的靶板破坏过程进行了数值模拟,通过数值模拟计算,形象地再现了弹丸高速冲击作用下,钢筋混凝土靶板发生贯穿破坏的物理过程,数值模拟结果与试验中靶板的实际破坏图象十分吻合。通过量纲分析,得出了描述钢筋混凝土板冲击破坏效果各参数之间的无量纲关系,利用现场试验数据进行回归,导出了贯穿条件下的弹丸余速计算公式。     

钢绞线加固钢筋混凝土板有限元分析

分析了钢绞线加固钢筋混凝土板的力学性能.根据已有的试验模型及加载程序,利用ANSYS软件建立了钢绞线加固钢筋混凝土板的分离式模型.对比分析了加固前后短期荷载下的受力过程,探讨了ANSYS软件有限元分析的结果.试验结果表明,钢绞线能够很好地加固钢筋混凝土板,模拟分析结果与试验结论基本一致.使用钢绞线加固混凝土板,可以使构件的承载力、抗变形性能得到改善,构件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载都有大幅度的增长,同时混凝土板出现裂缝的情况也有改善.     

采用三种纤维加固钢筋混凝土板的试验研究

通过试验研究了碳纤维布、玻璃纤维布和玄武岩纤维布加固钢筋混凝土方形板的情况.并且运用有限元软件ANSYS对试验情况进行模拟,分析了试验中出现的纤维布的不同破坏结果.分析的结果表明,纤维布的纵横双向受力以及较大的应力集中是导致其提早破坏的主要原因.根据试验以及有限元分析的结果,对采用纤维布加固方形板的形式进行了改进,并取得了较好的效果.