火灾下钢筋混凝土楼板的薄膜效应分析

为了研究火灾下钢筋混凝土楼板的抗火性能.根据材料在不同温度的本构模型,对考虑薄膜作用的火灾下钢筋混凝土板进行了分析.通过分析板块中面的平衡方程及位移协调方程,建立了由板位移和Airy应力函数表示的2个微分控制方程.采用二重Fourier级数解推导了火灾作用下楼板的位移、薄膜力以及应力一应变的表达式.所得的计算结果与试验结果吻合较好.该研究为考虑薄膜效应时楼板的抗火设计提供了参考,对发挥楼板的抗火潜能、降低结构抗火成本有重要意义.     

闭口型压型钢板-混凝土组合楼板纵向抗剪性能试验研究

对18块YXB65-185-555闭口型压型钢板-混凝土组合楼板进行了纵向抗剪性能试验研究,考察了楼板厚度、压型钢板厚度以及剪跨等因素对组合楼板纵向抗剪性能的影响.得到了组合板的极限承载力、变形和破坏形态以及压型钢板与混凝土之间的滑移.试验结果表明:随着组合板和压型钢板厚度的增大,组合板的纵向抗剪承载力越大;剪跨越大,纵向抗剪承载力越小;剪跨比较小的试件主要发生纵向剪切粘结破坏,剪跨比较大的组合板主要发生弯曲破坏和弯曲剪切粘结破坏.基于欧洲规范4的建议公式,对试验结果进行线性回归得到了适用于该板型的压型钢板-混凝土组合楼板的纵向剪力粘结系数m、k,可为该种楼板的工程设计提供参考.     

压型钢板-混凝土组合楼板火灾响应分析

采用有限元法对组合楼板简支板和连续板在火灾下的热、结构响应进行模拟研究,得到简支板温度场分布及挠度随时间的变化曲线,并与试验结果进行比较,分析3跨连续板中跨受火后的变形特征及内力重新分布规律,研究负筋长度和直径对连续板抗火性能的影响.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;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;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;增大负筋直径可明显减小挠度,对抗火有利.     

轻骨料混凝土组合楼板力学性能试验研究

通过对6块压型钢板--轻骨料混凝土组合楼板足尺试件的受弯试验,分析了轻骨料混凝土组合楼板受力性能和破坏机理.研究了端部栓钉及横向抗剪钢筋对承载力的影响,为进一步研究提供借鉴,也为轻骨料混凝土组合楼板的设计施工提供参考.     

配筋率对连续板抗火性能的影响

采用理论分析与有限元分析相结合的方法,研究了钢筋混凝土连续板配筋率及负筋长度对楼板抗火性能、裂缝分布及破坏模式的影响.发现配筋率过大或过小都会降低结构的抗火性能,建议最佳取值为0.598%;负筋长度对裂缝分布规律、楼板的破坏形态、变形以及破坏铰的位置有很大的影响,负筋的长度为板计算跨长的1/3时,楼板的抗火性能最佳.     

工字型钢梁-砖拱组合楼板的有限元分析——长春市沙俄领事馆的楼板分析

钢梁和砖拱组合楼板是一种独特的钢-组合结构,其组合形式的研究在国内外很少见.通过对其现场检测试验发现：这种结构虽然经过上百年的历史,承载力依然能够满足要求,利用有限元分析软件对钢梁-砖拱组合楼板的受力进行分析,并对钢梁-混凝土拱结构进行比较研究,最终通过ANSYS软件加载试验发现,钢梁-砖拱组合楼板与钢梁-混凝土拱组合...     

钢筋混凝土地铁上盖平台车辆火灾模拟试验

为探求钢筋混凝土上盖平台在车辆火灾下的温度演化以及结构的火灾响应,完成了上盖平台的汽车火灾模拟试验。采用缩尺寸试验研究了结构模型室内空间和围护结构的温度分布和变化情况,在此基础上结合分层壳模型对上盖平台楼板进行了有限元耐火模拟。结果表明:在火灾后结构整体保持完整,能满足抗火的需求;所建立的钢筋混凝土楼板热力耦合有限元模型和试验结果吻合良好,进一步验证了试验和数值结合方法的有效性。该研究可为上盖平台结构的车辆及地铁火灾的抗火性能评估提供参考。     

喷涂复合材料-密布原竹组合楼板抗弯性能试验研究

对一块喷涂复合材料-密布原竹组合楼板的抗弯性能进行了试验研究,通过观察各级荷载作用下组合楼板挠度发展情况,探讨组合楼板的破坏过程、破坏形式及破坏机理,考虑原竹与喷涂复合材料之间的组合效应,获得组合楼板的抗弯承载力,并得出组合板的荷载-挠度曲线以及原竹荷载-应变曲线.结果表明:这种组合楼板整体性能良好,原竹与喷涂复合材料之间具有很好的组合效应,能够提供较高的承载力.     

考虑楼板影响的钢框架结构节点域数学模型

为研究混凝土楼板对钢框架结构节点域受力性能的影响,在有限元分析基础上,确定影响节点域性能的楼板有效宽度.根据对弹性和塑性阶段节点域的受力分析,提出了考虑组合效应的节点域数学模型,推导出相应的抗剪刚度和强度计算公式,并与有限元结果进行对比分析.研究结果表明:该数学模型能够很好地模拟考虑楼板影响的节点域的受力性能;在梁端弯矩相同情况下,作用在考虑楼板影响的节点域上的剪力比不考虑楼板影响的情况小.     

组合楼板剪切粘结性能有限元分析

采用有限元分析的方法对组合楼板进行研究,通过该方法主要研究了组合楼板的剪切粘结性能.另外,本文还对比了不同板型受力特点的区别.     

Behavior of steel-concrete composite slabs subjected to standard fire

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新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖耐火性能数值模拟研究

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖主要由上部压型钢板-混凝土组合楼板和下部冷弯薄壁型钢拼合梁组成,当楼盖下侧发生火灾时,冷弯薄壁型钢梁和压型钢板会直接受火。为提升组合楼盖的耐火性能,在型钢梁的下翼缘固定防火板材,形成防火保护层,从而提出一种新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖。然而,加入防火保护层后,楼盖的温度分布、变形和耐火极限均发生改变,新型楼盖的耐火性能有待研究。建立简化的三维楼盖有限元模型,分析了混凝土板厚、梁高、荷载比和防火保护类型对新型楼盖耐火性能的影响,发现压型钢板板肋方向与钢梁垂直的楼盖钢梁同一高度处的温度沿跨度方向基本一致,仅沿高度方向不均匀;适当增加混凝土板厚对耐火极限提升较小。得到了不同截面尺寸的楼盖在0.2～0.5荷载比下的受火侧翼缘临界温度以及不同防火保护类型楼盖的受火侧翼缘时间-温度曲线,用于估算该类楼盖的耐火极限。     

火灾后型钢混凝土平面框架抗震性能有限元分析

建筑火灾的频繁发生给人们的生命及财产安全带来的危害越来越大,建筑结构抗火性能研究已成为建筑结构安全分析领域的一个重要课题.针对火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁-钢筋混凝土楼板单层单跨组合平面框架的抗震性能进行了研究,运用有限元分析软件ABAQUS建立了模型,考虑受火时间、柱轴压比和梁跨中荷载等因素对其的影响,研究了火灾后型钢混凝土框架的滞回曲线和骨架曲线,并在此基础上分析了各参数对火灾后型钢混凝土框架延性和耗能方面的影响.通过分析可知在相同轴压比和相同梁跨中荷载的情况下,受火时间越短滞回曲线越丰满,亦即抗震性能越好;在相同受火时间的情况下,轴压比越小滞回曲线越丰满;而梁跨中荷载大小变化对滞回曲线影响较小.且在最不利的情况下,延性系数为3.53,等效粘滞阻尼系数为0.24,说明型钢混凝土框架结构具有的良好的延性和抗震性能.     

框架组合梁抗火性能试验

为研究框架组合梁在火灾时的结构行为,利用自行研制的火灾加温试验炉及相关测试装置,对2种不同钢筋混凝土与钢梁连接方式共4根框架组合梁在不同的火灾工况下的抗火性能进行了试验研究,火灾工况包括:组合梁、柱同时受火而节点不受火和只有组合梁受火而柱、节点不受火2种.试验中量测了各种工况的炉温,H型钢梁的翼缘、腹板及钢筋混凝土楼板的温度分布和组合梁的挠度随时间的变化.结果表明:钢梁的裸钢部分温度相差很小,而埋入混凝土中的钢的温度比裸钢的低,混凝土板的截面温度差别较大;2种连接方式的组合梁的最大挠度基本相同,破坏形式也很相似,但连接方式2中的混凝土的约束作用要好于连接方式1.在工程中应对框架柱进行防火保护,而框架组合梁可适当放宽要求,对跨度不大的工程可优先使用连接方式2的形式.     

火灾影响下钢筋混凝土单向板的计算方法

对材料在高温下的力学性能曲线进行简化得到其简化模型,然后根据高温下的截面性质得到截面极限弯矩计算公式,运用板的塑性绞铰法求得板的极限弯矩,带入截面的计算公式中,即可求得截面的配筋。通过此法可以简单计算板在火灾下的配筋,以及通过已知配筋求板的耐火极限。     

火灾影响下钢筋混凝土单向板的计算方法

对材料在高温下的力学性能曲线进行简化得到其简化模型，然后根据高温下的截面性质得到截面极限弯矩计算公式，运用板的塑性绞铰法求得板的极限弯矩，带入截面的计算公式中，即可求得截面的配筋。通过此法可以简单计算板在火灾下的配筋，以及通过已知配筋求板的耐火极限。     

耐火钢-混凝土简支组合梁抗火性能

为研究耐火钢-混凝土简支组合梁在火灾下的变形性能和耐火极限,基于有限元软件ABAQUS建立的分析模型分别对采用防火涂料和防火板保护的耐火钢-混凝土简支组合梁标准升温下的抗火性能进行模拟.分析了荷载比、防火保护层、材料强度、截面尺寸、混凝土楼板中纵向钢筋等因素对组合梁耐火极限的影响.结果表明:荷载比和防火保护层厚度是影响耐火钢-混凝土简支组合梁抗火性能最重要的两个因素.钢梁板件厚、翼缘宽等对耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能有一定有利影响.材料强度、钢梁高和楼板厚、楼板宽和楼板中纵向钢筋直径对耐火钢-混凝土简支组合梁的耐火极限影响不大.同等条件下防火板比防火涂料具有更好的防火保护效果.当荷载比为0.5~0.7时,使用耐火钢替换普通钢后钢-混凝土简支组合梁的耐火极限提高35%~40%,可减小防火涂料厚度30%左右.采用中国规范(CECS 200:2006)中的方法计算耐火钢-混凝土简支组合梁的耐火极限,和有限元计算结果相比荷载比较小时偏保守.     

镁晶板-钢筋混凝土叠合楼板耐火性能试验研究

镁晶板—钢筋混凝土叠合楼板的下层为预制新型耐火材料镁晶板,上层为现浇钢筋混凝土板。为了研究镁晶板—钢筋混凝土叠合楼板在不同荷载比下的耐火性能及耐火等级,对3块叠合楼板试件进行ISO-834标准升温下的受火试验,得到叠合板不同位置的受火时间—温度曲线和受火时间—跨中位移曲线。试验表明,叠合板具有良好的耐火性能,耐火极限可达到1.5 h以上。利用有限元软件ABAQUS分析了试件的耐火性能,通过与试验结果对比,验证了模型的可靠性,进而采用模型考察荷载比、镁晶板厚度、混凝土保护层厚度、钢筋和混凝土的强度对叠合楼板耐火极限的影响。分析表明,荷载比和镁晶板厚度对叠合楼板耐火极限影响较大。基于参数分析结果,给出不同荷载比和不同镁晶板厚度叠合板的耐火极限。     

新型双向钢筋桁架叠合板底板受力性能试验研究

装配式建筑中,钢筋桁架叠合板作为主要受力构件应用广泛,然而,其底板在工地安装前经常出现开裂现象,导致叠合板无法使用。提出一种新型双向钢筋桁架叠合板,即在传统钢筋桁架叠合板上安装横向附加钢筋支架,从而提高叠合板的抗弯承载力。为了考察安装的横向钢筋支架对叠合板底板开裂状态和受力特性发挥的作用,分别对双向钢筋桁架叠合板底板和普通单向钢筋桁架叠合板底板进行静力加载试验,得到底板的开裂弯矩、裂缝分布及跨中挠度、应变等随荷载的变化规律。研究结果表明：在相同荷载作用下,相比于传统的单向钢筋桁架叠合板,双向钢筋桁架叠合板底板的开裂弯矩更大,裂缝发展更缓慢,跨中挠度、应变均较小,双向钢筋桁架能显著提高叠合板底板的抗裂性能,有效控制裂缝的开展。     

简支梁火灾反应及梁、板灾后剩余承载力试验研究

介绍了一套简单、经济、实用的火灾试验装置,通过试验,对火灾高温中混凝土简支梁的挠度反应以及梁、板灾后剩余承载力进行试验研究,得出了一些结论。