钢管高强混凝土柱温度场的非线性有限元分析

在合理地确定了火灾情况下钢管高强混凝土柱受火模型的基础上,利用有限元法计算钢管高强混凝土在火灾情况下的温度场。计算结果与试验结果吻合良好,并考虑了不同保护层厚度(混凝土和防火涂料)及不同直径对钢管混凝土温度场的影响,从而为进一步研究钢管高强混凝土的耐火极限和高温下的力学性能创造了条件。     

钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁框架结构温度场试验研究

对4榀单层单跨的圆形钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁带楼板组合框架在火灾下的温度场进行试验,研究组合框架中的钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁温度场分布的特点,并对比不同防火涂料厚度、不同梁高等情况下的温度-受火时间关系曲线。最后采用有限元方法计算了组合框架的温度场,结果表明,计算结果和试验结果总体上较为吻合。     

高温下钢管混凝土柱温度场分析

在合理地确定了火灾情况下钢管混凝土柱受火模型的基础上,应用有限元程序Ansys,对钢管混凝土的温度场进行了三维分析,理论计算结果得到试验结果的验证.其研究工作为进一步深入认识钢管混凝土柱在高温下的力学性能和耐火极限创造了条件.     

火灾后中空夹层高强钢管混凝土柱轴压机理分析

为了研究火灾后中空夹层高强钢管混凝土柱(高强CFDST)受压力学性能,选用合理的夹芯混凝土本构关系,利用ABAQUS有限元分析软件建立了计算模型,通过试验对有限元模型进行了验证,验证结果吻合较好。剖析了不同受火时间、空心率、外钢管屈服强度和混凝土抗压强度对火灾后高强CFDST受压力学性能的影响,对其典型曲线进行机理分析,揭示内外钢管与混凝土之间的相互作用力。结果表明:随着受火时间的增加,高强CFDST极限承载力减小;随着外钢管屈服强度由Q345变为Q460,核心混凝土和外钢管承载力占总承载力的比例发生了变化,核心混凝土由60%变为30%,外钢管由25%变为50%;高强外钢管屈服强度的变化对火灾后高强CFDST的极限承载力影响较大。     

火灾下钢管混凝土柱受热分析模型

建立火灾下钢管混凝土柱的受热分析模型以便于在抗火分析和防火设计中应用。首先基于传热学的基本理论确定了火灾下钢管混凝土柱与火场的热交换过程,然后根据能量守恒原理和热力学理论确定了钢管混凝土柱截面内的导热过程,推导了有限差分形式的截面温度场计算的基本方程,最后编制了数值计算程序来模拟钢管混凝土柱截面内的温度场。分析模型中重点考虑了水分和接触热阻对截面温度场的影响。数值程序的计算结果与试验结果符合得较好。     

四面火灾方钢管钢骨混凝土柱截面温度场分析

为研究四面火灾作用下方钢管钢骨混凝土柱的抗火性能,在合理确定了混凝土和钢材热工参数的基础上,运用有限元软件ABAQUS建立了四面火灾方钢管混凝土的计算模型,并与以往试验结果进行对比,理论分析结果与试验结果吻合良好.在此基础上建立四面火灾作用下方钢管钢骨混凝土柱的截面温度场计算模型,在常用工程范围内,分析了升温时间、含钢...     

圆形钢管混凝土柱接触热阻的理论分析

精确地分析火灾下结构构件温度场对于安全可靠的防火设计尤为重要。而目前,在计算钢-混凝土组合构件火灾下的温度场时,一般都忽略了钢与混凝土界面处接触热阻的影响。对结构钢和混凝土热物理参数进行了综合考虑,通过求解热传导方程导出了圆形钢管混凝土柱中钢管内壁与核心混凝土间接触热阻的解析解,为进一步精确分析火灾下圆形钢管混凝土柱温度场提供了一种新的方法。     

火灾时有防火保护层的钢管混凝土柱温度场分析及实用计算方法研究

用通用有限元分析程序对不同截面尺寸、不同涂料厚度的方形、圆形钢管混凝土柱火灾时的截面温度场进行分析，给出了温度场的简单表达式和相关参数，方法简单易行，计算结果与试验结果吻合良好。     

火灾下圆钢管混凝土柱温度场数值模拟

为研究圆钢管混凝土柱在火灾下的温度分布及火灾后的力学性能,利用有限元软件ABAQUS对火灾下圆钢管混凝土柱温度场进行计算和分析.分析结果表明,砂浆保护层的存在对内部钢管和混凝土有效地起到了阻火、隔热作用.采用有关试验数据与计算结果进行了对比,证明使用ABAQUS进行截面温度场的计算具有足够的精度,其方法是切实可行的.     

圆钢管混凝土柱火灾升温试验及钢管温度计算方法

钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自的优点,具有良好的结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部的混凝土能吸收大量的热量,钢管混凝土柱的抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大的浪费。目前国内外对钢管混凝土柱的耐火性能及抗火设计已进行了大量的研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下的截面温度分布是抗火设计的基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等的影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果的验证。     

方钢管混凝土柱耐火极限的理论计算模型

确定了高温下组成方钢管混凝土的钢材和核心混凝土的应力 -应变关系模型 ,在核心混凝土的应力 -应变关系模型中考虑了钢材和核心混凝土相互作用的约束效应。合理地确定了方钢管混凝土截面的温度场分布利用数值分析方法计算了方钢管混凝土的耐火极限 ,理论结果与试验结果对比 ,两者吻合较好。     

方钢管混凝土柱耐火极限影响因素分析

研究了方形截面钢管混凝土柱的耐火性能 ,分析了材料强度、构件截面含钢率、截面尺寸、构件长细比及荷载偏心距、保护层厚度等参数对构件耐火极限的影响。结果表明 ,材料强度、构件截面含钢率、荷载偏心距对方形截面钢管混凝土柱耐火极限的影响不大 ;截面尺寸、构件长细比对方形截面钢管混凝土柱耐火极限的影响较大 ,且截面尺寸越大 ,构件耐火极限越长 ,长细比越大 ,构件耐火极限越短。并指出可以通过涂以一定厚度的防火涂料保证方形截面钢管混凝土柱达到要求的耐火极限     

高强钢管混凝土构件承载力计算方法初探

对高强钢管混凝土构件研究成果进行总结,并利用数值计算方法对高强钢管混凝土压弯构件荷载-变形关系曲线进行计算,计算结果与试验结果吻合较好。最后对设计规程DL/T5085-1999、GJB4142-2000(2001)、AIJ(1997)、EC4(1994)、AISC-LRFD(1999)和DBJ13-51-2003(2003)在进行高强钢管混凝土构件承载力计算时的适用性进行比较。     

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。     

高温下轴压钢管混凝土柱耐火极限的理论计算

分析了高温状态下的钢管混凝土柱耐火性能,提出了轴压钢管混凝土柱的耐火极限理论计算方法,将其计算结果与轴压试验结果进行对比分析,结果表明:理论计算公式与试验结果吻合较好,为进一步分析钢管混凝土柱的耐火性能奠定了理论基础。     

内(圆)钢管增强方钢管混凝土偏压柱温度场分析及耐火极限计算

采用有限元和数值积分方法对内 (圆 )钢管增强方钢管混凝土柱在火灾下的温度场和耐火极限进行了分析和计算 ,讨论了各类参数对高温下内 (圆 )钢管增强方钢管混凝土柱的耐火性能的影响 ,并对其工程应用进行了展望。表明内 (圆 )钢管增强方钢管混凝土柱的耐火性能是明显的。     

矩形钢管自密实混凝土的钢管-混凝土界面粘结性能研究

钢管混凝土构件在受力过程中,钢管及核心混凝土间的粘结性能一直是设计和研究人员关注的热点问题之一。合理确定钢管与核心混凝土间的粘结强度,是进行钢管混凝土梁柱节点设计的重要前提。通过对矩形钢管自密实混凝土构件界面粘结性能进行的试验研究,对钢管自密实混凝土与钢管普通混凝土进行比较。结果表明,自密实混凝土可以提高钢管与混凝土间的界面粘结强度。最后,提出粘结强度的简化计算公式和粘结应力-相对滑移关系的简化模型。     

钢管高强混凝土轴压柱耐炎极限的试验研究

通过对5个圆形截面钢管高强度混凝土（以下简称钢管高强混凝土）柱的耐火试验，研究钢管高强混凝土柱在标准温升曲线下的力学性能和耐火极限。试验研究结果表明，钢管高强混凝土柱具有较好的耐火性能，在柱子外围只需进行适应的防火涂料保护，即可达到《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）对柱结构所要求的耐火极限。     

Fire behavior of eccentrically loaded slender high strength concrete-filled tubular columns

This paper describes a series of 24 fire tests conducted on slender circular hollow section columns filled with normal and high strength concrete, subjected to eccentric axial load. It is a continuation of a previous research paper (Romero et al., 2011 [1]), where test results on centrally loaded columns were presented. The test parameters covered in this fire testing program were the nominal strength of concrete (30 and 90 MPa), the infilling type (plain, bar-reinforced and steel fiber reinforced concrete), the axial load level (20% and 40%) and the load eccentricity (20 and 50 mm). The columns were tested under fixed-pinned boundary conditions, with a relative slenderness at room temperature higher than 0.5 for all the specimens. The aim of this paper is to study the influence of eccentricity in combination with the type of concrete infill. The results show that the addition of steel fibers does not improve the fire resistance of slender columns under eccentric loads, as compared to columns filled with plain concrete. However, the addition of reinforcing bars increases the fire resistance of the columns in this situation. Filling the steel hollow section columns with concrete increases their fire resistance, the increase in load bearing capacity being more noticeable for columns filled with high strength concrete. A comparison with the current simple calculation model in Eurocode 4 Part 1.2 shows that, although the method is safe for eccentrically loaded columns, it produces a high error in the predictions for columns filled with plain or steel fiber reinforced concrete.