三面受火钢柱的抗火性能分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,分析了在三面受火作用下钢柱截面的温度变化情况。然后,利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,进一步分析研究了在火灾下的钢柱截面温度分布对钢柱附加挠度的影响以及钢柱扭转变形发展规律,推导了由于温度效应引起的钢柱附加挠度的计算公式,为钢结构的抗火设计提供一定的参考价值。     

轴向约束钢柱的抗火性能分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,然后利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,分析了火灾下两端简支的轴心受压钢柱随温度升高时的力学性能并与理论计算结果进行了比较。对柱的轴向约束刚度以及荷载比对轴心受压柱受力性能的影响作了进一步的分析,阐述了轴向约束钢柱在火灾下的变形及轴向附加荷载的一些规律,可为钢柱的抗火设计提供一定的参考价值。     

截面形状对无防火保护钢柱的抗火性能影响分析

钢柱的截面形状对钢柱截面温度分布有一定的影响,而钢柱截面温度的分布情况可能导致钢柱的抗火性能提高或者降低。钢柱在不均匀温度分布情况下,由于温度效应的作用,可使钢柱截面局部屈服或者增加附加挠度。对于四面受火钢柱,腹板翼缘厚度的不同会导致腹板截面温度高于翼缘截面,从而导致钢柱截面应力分布不均匀,对钢柱的抗火性能产生影响。通过ANSYS软件分析研究了钢柱在四面受火情况下截面温度分布对钢柱抗火性能的影响,可供钢结构抗火设计参考。     

高温条件下采用不同防火涂层的钢柱温度场数值模拟分析

为了研究不同种类防火涂层对钢柱温度场影响的机理,分别在钢构件的表面设置无防火涂料、薄型防火涂料以及厚型防火涂料,然后运用有限元法,分析了钢柱在标准升温曲线条件下温度场的分布情况。结果表明:单面受火条件下,钢柱截面的温度分布很不均匀,有明显的温度梯度;与无防火涂层的构件相比,有防火涂层时其截面温度变化速率明显减缓;采用不同的防火涂料,钢柱的防火性能也表现出很大差异;而且防火涂料并不是越厚越好。     

火灾下两相邻面受火H形钢柱的截面温度分布规律研究

当火灾中钢框架柱不均匀受火时,会在截面和高度方向产生温度梯度。现行规范给出了火灾中钢构件升温的计算公式,但这些公式均是基于温度沿构件高度和截面均匀分布的假设。采用有限元方法研究了火灾中两相邻面受火钢柱的截面温度场,火灾场景采用ISO834标准升温曲线,钢柱采用非膨胀型防火涂料保护。对于所研究的两相邻面受火钢柱,沿截面宽度和高度方向均存在温度梯度。基于参数分析结果,对欧洲规范EN 1993-1-2中钢构件升温计算公式进行了修正,来计算两相邻面受火钢柱截面各部分的升温曲线。     

单层单跨钢框架抗火性能的试验研究

本文对2榀H型钢单层单跨钢框架进行抗火性能的试验研究。试验采用足尺试件,钢梁长3400mm,钢柱高3200mm,混凝土板宽1000mm。试验中考虑不同受火工况对钢框架抗火性能的影响。通过试验得出了梁、板、柱温度场变化规律和钢框架变形情况。试验结果表明:火灾下,由于钢筋混凝土板的存在,钢梁沿截面高度各点温度不一致,即钢梁沿截面高度存在温度变化的温度场;梁柱全部受火的单层单跨钢框架(节点受到保护)破坏方式为钢柱压屈破坏,破坏位置在受到保护的钢节点下部的钢柱上。本文研究结果为今后钢结构抗火性能的进一步研究提供参考数据。     

火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能影响的研究现状

本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱抗火性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙保护,非4面受火;钢柱仅部分截面采用防火保护;受洞口非均匀火灾影响的建筑外框架柱;钢柱防火保护层不均匀或局部破损等。截面温度不均匀对钢柱抗火性能的影响包括:截面产生附加应力,使钢柱临界温度降低;钢柱截面不对称,发生弯扭破坏;钢柱产生热弯曲,以及破坏时可能出现的反向弯曲等。并对需要进一步研究的问题给出了建议。     

考虑墙板约束影响的轴心受压钢柱抗火设计方法

本文通过有限元分析,研究了带墙板钢柱在墙板约束作用下的抗火承载力,也考察了钢柱截面温度不均匀分布对钢柱抗火承载力的影响。通过大量的有限元计算和参数分析,推导出了计算带墙板钢柱抗火承载力的简化设计方法。     

厚型防火涂料保护钢柱三面受火时截面温度分布规律及计算方法

当钢柱三面受火时,沿截面方向会产生温度不均匀分布的现象。而现行规范假设各种受火情况下钢柱沿截面方向的温度分布均匀,并以此为前提提出了钢构件温度的计算公式。研究了受厚型防火涂料保护的钢柱在三面受火条件下截面温度的分布规律,利用有限元软件ABAQUS进行参数分析,参数分析的变量主要为截面形状系数,通过改变截面高度和腹板厚实现对截面形状系数的影响。通过对EC3中采用的受保护钢构件受火升温公式进行修正,建立了截面不同部位升温的计算方法,并给出沿截面不同温度分布曲线的计算公式。     

某高炉室外钢框架柱抗火性能研究

室外钢结构受火情况特殊,采用标准火灾升温曲线加载过于保守,因此宜结合实际火灾场景考虑。本文结合火灾模拟软件FDS与有限元软件ABAQUS,分析了某高炉室内火灾场景下的空气温度场分布,获得了室外钢柱表面热烟气温度,并通过公式计算出考虑火焰辐射作用的钢柱升温;将得到的钢柱温度导入有限元力学模型进行热力耦合分析,研究了高温作用下钢柱的变形以及截面应力分布情况,分析了受火过程中钢柱轴向位移的变化特点,比较了荷载比对受火钢柱位移的影响,结果表明:钢柱高温下轴向变形可分为三个阶段,即膨胀、压缩和破坏阶段;钢柱受火后支座处截面应力最大,且各柱支座截面应力分布类似;荷载比越大,钢柱受火后轴向压缩变形越大。     

钢框架在高温作用下的失效分析

以一单层单跨钢框架模型为算例,利用ANSYS瞬态热分析模块,分析了钢框架模型在1h内钢框架的截面温度场分布情况;利用ANSYS静力非线性分析模块,对高温作用下钢框架模型进行失效分析,得出钢框架的耐火极限和临界温度。     

冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点抗震性能分析

结合国内首次将大规格冷弯矩形钢管作为柱材应用到实际工程中的浙江某轻纺市场的工程实例,对冷弯矩形钢管结构进行分析研究。利用有限元分析软件,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点与焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的抗震性能进行对比分析,探讨出冷弯矩形钢管的冷成型过程对节点抗震性能的影响。     

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。     

高温后钢筋混凝土柱截面温度数值模拟与分析

利用有限元软件ANSYS对高温后钢筋混凝土柱作三维温度场的非线性分析,并对钢筋混凝土柱进行了实验室高温试验。通过在柱子内部埋置热电耦,获得了构件截面温度的分布规律。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好,说明采用ANSYS软件对钢筋混凝土柱的耐火性预测较准。     

十字形方钢管混凝土组合异形柱压弯性能和可靠度分析

运用ANSYS有限元软件,对单向压弯状态下十字形截面方钢管混凝土组合异形柱进行仿真计算,并在此基础上采用蒙特卡罗法分析结构的可靠度。结果表明,十字形方钢管混凝土组合异形柱具有承载力高、塑性和韧性好的特点;钢管与混凝土能良好地协同工作,提高了混凝土的承载能力。与此同时,ANSYS分析得出柱子高度、截面尺寸等参数对结构最大侧向位移和应力强度的灵敏度影响较大,同时得出结构的可靠度概率。     

型钢高强混凝土柱含钢量对延性的影响

本文以不同型钢尺寸为试验参数,通过低周期反复加载试验研究了型钢高强混凝土柱含钢量对延性的影响,同时利用ANSYS软件对试验结果进行对比分析,在两者吻合良好的情况下,进一步扩大试验参数范围,根据试验与有限元模拟结果对型钢高强混凝土柱合理含钢量做出推论.     

基于Visual Basic的钢筋混凝土柱火灾下温度场的ANSYS参数化分析

基于Visual Basic及ANSYS提供的二次开发工具APDL,开发了界面友好的火灾下钢筋混凝土柱温度场数值分析系统。借助Visual Basic前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,能够大大提高钢筋混凝土柱温度场分析效率。     

结构加固中柱截面新旧混凝土结合部处理

以某混凝土结构加层改造工程为背景,对柱结构新旧混凝土结合层处理方法展开了研究,并使用ANSYS有限元软件对外包角钢混凝土柱进行了建模分析,对提高混凝土柱的承载力具有重要意义。     

蜂窝状钢骨混凝土L形截面异形柱的抗剪性能分析

为了探讨蜂窝状钢骨混凝土L形柱斜截面受力性能,利用有限元软件ANSYS,分析腹板肢偏移系数、轴压力系数、剪跨比、混凝土强度、配箍率、型钢强度、配钢率、腹板肢钢骨腹板开洞率、钢骨腹板高厚比等因素对蜂窝状钢骨混凝土L形柱斜截面受力性能的影响。结果表明:轴压力系数、剪跨比、混凝土强度、型钢强度、配钢率、腹板肢钢骨腹板开洞率、钢骨腹板高厚比等对蜂窝状钢骨混凝土L形柱的抗剪承载力影响较大;而腹板肢偏移系数、配箍率对柱子的抗剪承载力影响有限。     

钢骨混凝土核心柱温度场及高温后剩余承载力性能研究

首先,在合理建立室内火灾传热模型的基础上,利用有限单元法给出了内配圆钢管的钢骨混凝土核心柱高温下温度分布的数值计算方法,并编制了有限单元法的计算程序,通过与所进行的火灾试验对比分析,验证了分析理论及计算程序的正确性;其次,在确定核心柱截面温度场分布后,通过非线性有限元方法和数值积分方法,编制了计算火灾后核心短柱剩余轴压承载力的程序;最后,通过对2根核心柱的高温后承栽力试验,验证了理论计算的正确性。理论计算和试验结果都表明,内配圆钢管的钢骨混凝土核心柱在遭受火灾后承载力降幅较小且承载力曲线下降缓慢,表明其具有良好的抗火性能。