火灾高温下钢筋砼梁截面极限弯矩的计算

通过对梁截面进行离散化,采用结构分析方法,分析了钢筋砼梁处于火灾高温下截面的应力、应变状态,并在此基础上提出了梁截面极限弯矩计算公式,为代替梁标准耐火试验确定耐火极限和火灾后鉴定修复提供了依据.     

三面受火胶合竹梁耐火极限的试验研究

通过5根胶合竹梁的耐火极限试验,对三面受火胶合竹梁的升温规律和耐火极限进行了研究,试验参数包括截面和荷载比。研究表明:未受火对比胶合竹梁经历弹性阶段、弹塑性阶段后,发生脆性断裂破坏;跨中截面应变符合平截面假定。耐火极限试验试件各测点温度随受火时间的增加而升高,且停火之后温度下降较慢;测点离胶合竹截面表面距离越近,温度越高;不同试件距边缘相同距离测点的温度随受火时间变化规律基本相似。相同截面胶合竹梁耐火极限随荷载比增大而减小,相同荷载比胶合竹梁耐火极限随截面尺寸增大而增加。100×225截面胶合竹梁荷载比为0.2,0.35,0.5时,耐火极限分别为30,22,10 min。     

非对称钢梁截面组合框架梁端极限状态下有效翼缘宽度研究

针对工程中常用的上翼缘小而下翼缘大的非对称截面钢梁，为了得到对应的混凝土楼板的有效翼缘宽度，基于已有对于对称钢梁截面情况的研究与相应的公式，通过精细化有限元参数分析修正相关系数，在有限元软件MSC.MARC(2018)中建立精细化数值模型，识别出影响极限状态有效翼缘宽度的主要变量，包括钢主梁的上下翼缘宽度、钢横梁的上翼缘宽度。对数值算例结果进行回归分析，得出非对称钢梁截面组合框架梁梁端极限状态有效翼缘宽度的计算方法。结果表明：建议公式计算的正弯矩和负弯矩下的有效翼缘宽度均满足工程精度要求，与已有研究和规范公式对比，研究中的建议公式计算得出的相对误差和离散性均最小。     

方钢管配筋混凝土柱耐火极限影响因素分析及实用计算方法研究

利用方钢管配筋混凝土柱耐火极限的理论计算方法,对标准升温曲线升温及火灾有效荷载作用下,截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、材料强度、荷载偏心率以及钢筋配筋率和钢筋强度对方钢管配筋混凝土柱耐火极限的影响进行分析。并在此基础上,提出按规范ISO-834和《建筑构件耐火试验方法》(GB 9978-88)规定的标准升温曲线升温作用下,钢管配筋混凝土柱耐火极限的实用计算方法,计算结果与数值计算和试验结果均吻合较好。     

火灾作用下钢梁抗弯强度可靠度的计算方法

火灾作用下,温度不断升高使钢材的屈服强度发生弱化,承载力减弱,导致钢结构梁可靠度发生变化。利用钢梁抗弯强度计算公式,建立不同温度下钢梁抗弯可靠度的极限状态方程。采用Rackwitz-Fiessler方法进行钢梁抗弯可靠度指标的计算。对多个温度作用下的普通钢和耐火钢钢梁的抗弯可靠度指标进行计算。     

火灾高温下受约束蜂窝钢梁悬链线效应研究

火灾下受约束钢梁大变形阶段的悬链线效应,考虑了钢梁轴向拉力对抗弯承载力的贡献,可提高钢梁在火灾下的耐火极限。相同截面高度的蜂窝梁,其抗弯刚度与实腹钢梁基本相同,但其轴向刚度却远小于实腹钢梁,因此蜂窝梁火灾下的悬链线效应与实腹钢梁有较大差别。利用有限元方法研究了具有圆角多边形孔的受约束蜂窝钢梁在火灾升温下的悬链线效应。选取荷载比、梁跨度、梁端轴向约束刚度比以及蜂窝梁的扩展比、孔洞高度为主要参数,研究了梁的轴向力、跨中挠度、端部位移以及弯矩等随温度的变化规律。与实腹钢梁相比,火灾下蜂窝钢梁的最大压力较小,更早进入悬链线效应阶段。     

钢筋混凝土T形截面连续梁耐火性能试验研究及有限元分析

通过4根钢筋混凝土T形截面连续梁在ISO 834标准升温曲线下耐火极限的试验研究,分析不同持荷水平下三面受火T形截面连续梁的耐火极限变化规律。结果表明:未受火对比试件和受火试件均发生弯曲破坏,但出铰次序不同;持荷比分别为0.3、0.5和0.7的T形截面连续梁的耐火极限分别为160、99、58 min,即随着持荷比的增大其耐火极限显著降低,且达到耐火极限时的跨中残余变形明显增大;T形截面梁翼缘内温度分布与单面受火板相似,腹板内温度分布与三面受火矩形梁相似;在受火过程中,梁截面刚度下降是引起内力重分布的主要原因;有限元模拟能准确预测钢筋混凝土T形截面连续梁在ISO 834标准升温曲线下的耐火极限、截面温度场分布和破坏过程。     

广州东塔钢结构防火设计与施工研究

广州东塔采用了带伸臂桁架的巨型框架-核心筒体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成,钢构件用量超过10万t,钢结构的防火问题突出。巨柱截面尺寸达到3 500mm×5 600mm,超出《建筑钢结构防火技术规范》(CECS 200∶2006)中砂浆防火适用范围,借助ANSYS软件进行模拟分析,论证了50mm厚砂浆防火性能可靠。对于转换梁耐火极限小于被承托柱耐火极限的问题,建议《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014)中确定耐火极限表格中对于具体钢构件的分类应该考虑结构受力特点,根据其破坏产生的严重性来确定防火等级和耐火极限。通过理论分析证明工程实践中常用标准试验来确定钢梁防火涂层厚度的做法是偏于不安全的,应按照规范推荐公式计算确定。同时通过公式推导,给出基于规范经验公式推导出的钢梁防火涂层厚度快速判别方法。     

外包钢-混凝土连续组合梁内力重分布的试验研究

为探讨外包钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的工作性能,对两根外包钢-混凝土连续梁试件进行了静力加载试验研究。试验结果表明:外包钢-混凝土组合梁负弯矩区钢筋和外包钢梁通过抗剪连接措施能有效地共同工作,整体工作性能良好。配筋率是影响梁塑性转动能力和弯矩重分布程度的一个重要参数。通过控制配筋率,在承载能力极限状态,外包钢-混凝土组合梁在负弯矩及正弯矩最大截面的塑性变形均充分发展,具有较好的转动能力和延性,能够保证连续梁形成充分的塑性内力重分布。     

帽型截面钢-混凝土组合梁的试验研究

进行了 8根受正弯矩作用、4根受负弯矩作用的帽型截面钢 混凝土组合梁的静载试验研究 ,考虑的主要参数有截面几何特性、混凝土强度、跨高比等 ,分析了荷载 变形、沿梁长度的滑移分布、截面高度方向的应变分布、破坏模态与极限强度等的规律 ,简化计算模型计算结果与试验结果较为吻合     

耐火钢构件抗火性能非线性有限元分析

根据新日铁钢铁公司的试验结果,拟合了高温下耐火钢的材料模型,结合其理想弹塑性应力应变关系模型,考虑几何非线性和材料非线性,采用有限元分析软件ANSYS建立了火灾升温条件下耐火钢构件的非线性有限元分析模型,并与高温试验结果进行了对比,验证了有限元方法分析预测耐火钢构件抗火性能的准确性和可靠性。最后通过有限元对比分析指出,耐火钢较普通钢可显著提高钢构件的抗火性能。     

耐火钢梁抗火计算与设计的实用方法

介绍了高温下耐火钢的力学性能。结合我国现行钢结构设计规范,给出一种耐火钢梁抗火计算与设计的实用方法。通过与有限元方法和试验结果的对比,验证了该实用方法的可靠性。     

耐火钢梁的抗火性能参数分析与抗火设计

介绍了耐火钢的高温性能参数及火灾下耐火钢构件的升温计算 ,利用ANSYS有限元分析软件所建立的火灾升温条件下耐火钢梁的非线性有限元分析模型 ,进行了大量的参数分析 ,研究各种参数的变化对耐火钢梁抗火临界温度的影响 ,进而提出耐火钢梁抗火设计的简便方法。最后通过算例验证了方法的可靠性。     

轻钢结构厂房梁构件抗火设计探析

依据现行钢结构设计规范和国内外抗火设计研究成果，结合工程实例，分析了轻钢结构厂房梁构件的抗火设计方法，并通过模拟抗火试验验证，指出采用此方法的效果较为理想。     

钢-压型钢板混凝土组合梁的极限负弯矩强度

组合梁的抗剪连接程度是影响组合梁极限承载能力的重要因素。为此 ,推导了压型钢板混凝土组合梁负弯矩强度计算公式 ,讨论了采用线性内插法的简化计算方法 ,分析了影响负弯矩强度计算的剪力连接程度     

复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲的临界弯矩: (Ⅱ)系数计算及数值算例

基于平面外4种边界约束条件简支钢梁在满跨均布荷载、跨中对称集中荷载和端弯矩作用下,以及平面外4种边界约束条件固支钢梁在满跨均布荷载、跨中对称集中荷载作用下的Mcr三系数(C1,i、C2,i、C3,i)计算式,计算了典型单一荷载工况的Mcr三系数数值,给出了横向荷载与端弯矩共同作用简支钢梁以及横向荷载两两共同作用固支钢梁的复合弯矩系数Cb计算式,通过数值算例验证了本文Mcr三系数和复合弯矩系数计算式的精度。最后对比了本文的Mcr三系数数值与EN 1999 1 1: 2007和ENV 1993 1 1: 1992中单一荷载的Mcr三系数数值,校验了“4M”等效弯矩系数计算式对简支钢梁、固支钢梁的适用性。结果表明：对于除平面外边界约束条件为R R(平面外两端简支且约束转动)外的单轴或双轴对称截面简支钢梁以及双轴对称截面固支钢梁,单一荷载的Mcr三系数的数值或计算式以及复合弯矩系数计算式均具有较高精度;EN 1999 1 1: 2007和ENV 1993 1 1: 1992中部分工况的C2,i和C3,i不精确;现有“4M”等效弯矩系数计算式仅能用于计算平面内外简支钢梁的Cb或C1,i。     

火灾下约束钢梁的受力性能及抗火设计方法

采用有限元方法分析了火灾下约束钢梁随温度升高时的反应并与已有的试验结果进行了验证。进一步分析了梁的轴向约束、梁端转动约束以及荷载比对约束钢梁受力性能的影响。总结了约束钢梁在火灾下的变形及轴力的发展规律。最后提出了约束钢梁的实用抗火设计方法,可供结构抗火设计时参考。     

高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅研究

将高强钢筋作为受拉纵筋时,由于钢筋屈服强度的提高,连续梁支座控制截面从受拉边缘混凝土进入受拉塑性至受拉纵筋屈服的区段变长,这一阶段弯矩调幅幅度在总弯矩调幅中所占比例增大;支座控制截面塑性铰出现推迟,截面相对受压区高度相同时塑性铰转动能力减小。为此,提出了将高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅分受拉纵筋屈服前、后两阶段。对以受拉纵筋屈服强度、中支座控制截面相对受压区高度、中支座支承宽度、跨高比、加载形式为控制变量的336根两跨连续梁进行参数化分析。结果表明：随着钢筋屈服强度的提高,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅减小;随着中支座控制截面相对受压区高度增加,两阶段弯矩调幅均减小;随着中支座支承宽度的增加,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅变化不显著;随着跨高比的增大,第一阶段弯矩调幅减小、第二阶段弯矩调幅变化不显著。建立了不同加载形式下考虑上述各参数影响的两阶段连续梁弯矩调幅系数计算公式。     

组合结构在工程加固领域中的应用

组合结构不仅在新建建筑物中得到应用,而且在工程结构加固领域胁得到广泛应用,结合结构加固工程实例,主要介绍粘贴钢板、粘贴碳纤维布、外粘型钢在梁柱加固中的应用,其中包括正弯矩截面、负弯矩截面、斜截面的加固方法、梁柱节点连接。