Fire safety design method of circular steel tube confined reinforced concrete columns

对于钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的研究,目前尚无抗火设计方法可供参考。实际工程中大多借鉴钢筋混凝土柱或钢管混凝土柱的抗火设计方法,但由于钢管约束钢筋混凝土柱的受力机理与二者不同,其耐火极限存在明显差异。为此,提出了火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限计算方法,分析了荷载比、长细比等因素对耐火极限的影响,并与钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱进行了对比。研究表明：荷载比对圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限影响显著,荷载比越大,耐火极限越低;长细比、截面尺寸等因素对荷载比较小的构件影响显著。圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限为相同条件下钢筋混凝土柱的14.4%~66.0%,荷载比越大,两种构件的差异越大,按照钢筋混凝土柱的防火设计方法对圆钢管约束钢筋混凝土柱进行防火设计,结果偏于不安全;与钢管混凝土柱相比,钢管约束钢筋混凝土柱具有更高的耐火极限,是钢管混凝土柱的1.0~3.0倍。     

圆钢管约束钢筋混凝土柱抗火设计方法

对于钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的研究,目前尚无抗火设计方法可供参考。实际工程中大多借鉴钢筋混凝土柱或钢管混凝土柱的抗火设计方法,但由于钢管约束钢筋混凝土柱的受力机理与二者不同,其耐火极限存在明显差异。为此,提出了火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限计算方法,分析了荷载比、长细比等因素对耐火极限的影响,并与钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱进行了对比。研究表明:荷载比对圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限影响显著,荷载比越大,耐火极限越低;长细比、截面尺寸等因素对荷载比较小的构件影响显著。圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限为相同条件下钢筋混凝土柱的14.4%~66.0%,荷载比越大,两种构件的差异越大,按照钢筋混凝土柱的防火设计方法对圆钢管约束钢筋混凝土柱进行防火设计,结果偏于不安全;与钢管混凝土柱相比,钢管约束钢筋混凝土柱具有更高的耐火极限,是钢管混凝土柱的1.0~3.0倍。     

方钢管混凝土柱-钢梁框架耐火性能分析

研究方钢管混凝土柱-钢梁框架结构的耐火性能。基于有限元方法,分析了GB/T 9978（同ISO-834）加热条件下,带有混凝土楼板的方钢管混凝土柱-钢梁单向螺栓连接框架结构的温度分布、耐火时间和破坏模式,并对有限元模拟结果进行了试验验证,在试验结果基础上采用有限元方法分析了方钢管混凝土柱构件与方钢管混凝土框架柱的耐火极限差异。研究结果表明：与方钢管混凝土框架柱的其他区域相比,方钢管混凝土框架柱节点区的温度相对较低;根据本文建议的框架结构判定准则,当单向螺栓节点连接可靠,随着作用在柱和梁上荷载水平的变化,柱破坏模式和梁破坏模式是方钢管混凝土柱-钢梁框架的主要破坏模式;当框架梁上不施加荷载,只对框架柱起到约束作用,其他条件相同时,方钢管混凝土框架柱的耐火极限大于两端铰接柱构件的耐火极限,但小于一端固接一端铰接支撑柱构件的耐火极限。     

不同受火边界下装配式框架的节点抗火性能研究

采用ABAQUS有限元分析软件建立装配式框架中节点上部和下部受火的分析模型,分析重要截面的温度场分布,并将耐火极限的计算值与试验值进行对比验证.研究一定参数范围内荷载比、配筋率、线刚度比对构件耐火极限的影响.研究表明:在不同的受火条件下,梁端变形在升温起初变化缓慢,而接近耐火极限时变形加快,破坏具有一定的突然性.荷载比对节点的耐火极限影响较为显著,表现为荷载比越大,耐火极限越小;配筋率增大时,节点耐火极限变小;随着线刚度比变大时,耐火极限变大.不同受火边界对中节点的耐火极限有一定的影响,两者耐火极限相差0.03％.在相同荷载比、配筋率、线刚度比条件下,上部受火节点耐火极限较下部受火耐火极限小.     

碳纤维材料加固混凝土构件的耐火极限

通过分析CFRP加固钢筋混凝土构件各组成部分耐火性能及相关耐火试验研究数据,结合工程实际,初步提出了对其耐火极限的判定方法,为加固建筑结构防火设计提供了参考,并对今后CFRP加固钢筋混凝土构件耐火极限的研究提出了建议.     

相邻两面受火的方钢管约束钢筋混凝土柱耐火极限

运用ABAQUS有限元软件建立相邻两面受火的方钢管约束钢筋混凝土柱,并将计算结果与试验结果进行对比,两者吻合良好。通过模拟方钢管约束钢筋混凝土构件在相邻两面受火条件下的温度场和力学场,研究一定参数范围内长细比、含钢率、配筋率、荷载比、荷载偏心率等参数对构件耐火极限的影响,最后针对影响耐火极限的各项参数提出耐火极限简化计算式。研究表明:长细比、荷载比、荷载偏心率对试件耐火极限影响显著。含钢率与配筋率对构件耐火极限影响较小。     

角钢加固钢筋混凝土柱耐火极限试验研究

外包角钢加固法可有效提高构件承载力且不显著增大构件截面,在实际工程中得到广泛应用。由于构件承受的荷载较原构件提高,加固角钢靠近外部受火面,且角钢外部保护层在高温下极易剥落,导致加固柱的耐火能力较差。本文进行了4根外包角钢加固钢筋混凝土柱的抗火性能试验,获得了构件截面温度场分布、变形-时间曲线、构件破坏模式和耐火极限,考察了荷载比和偏心率对耐火极限的影响。同时,建立了有限元分析模型,对外包角钢加固钢筋混凝土柱的抗火性能进行了模拟。试验结果表明：①环氧树脂在高温下汽化、自燃和碳化,对构件截面温度场影响较大|②砂浆保护层在高温下与钢材粘结较差,剥落严重|③构件的耐火极限随着荷载比和偏心率的增大而减小|④正常使用情况下,未加防火保护的外包角钢加固钢筋混凝土柱耐火能力达不到规范所要求的耐火极限。有限元分析结果与试验结果基本吻合,可用于进一步的参数分析。     

浅谈提高钢筋混凝土构件的耐火极限

阐述了钢筋混凝土结构倒塌破坏的主要原因，对钢筋、混凝土及钢筋混凝土构件等相关建筑材料及构件的耐火性能作了分析，提出了提高钢筋混凝土构件耐火极限应采取的措施。     

钢筋混凝土楼板支撑条件对其耐火极限影响的理论探讨

钢筋混凝土楼板支撑条件对其耐火极限影响的理论探讨山东省消防局亓延军钢筋混凝土楼板是建筑物中最主要的水平承重构件，建筑物中的荷载都是由它传递到墙、梁、柱，然后再作用到基础。从消防角度看，钢筋混凝土楼板也是对建筑物进行垂直方向防火分隔的重要构件，它的耐火...     

碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火极限分析

编制了碳纤维布加固钢筋混凝土板的高温全过程分析程序,程序的有效性得到了试验结果的初步验证。针对不同构件尺寸、防火涂料厚度、受拉纵筋配筋率、碳纤维布加固量、混凝土保护层厚度、荷载比等共计6400种工况,进行了碳纤维布加固钢筋混凝土板的高温反应分析,考察了各主要参数对该类加固构件耐火极限的影响规律。在此基础上,建立了该类加固构件耐火极限的实用计算方法。研究结果表明：高温下碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火极限随板的厚度、防火涂料厚度和混凝土保护层厚度的增加逐渐增大,而随碳纤维布加固量和荷载比的增加逐渐减小;其中荷载比的影响最为显著,受拉纵筋配筋率对该类加固构件的耐火极限影响较小。     

薄壁型钢-混凝土梁柱节点抗火性能数值分析

使用ANSYS分析软件建立了薄壁型钢-混凝土梁柱组合节点在ISO-834火灾升温曲线下的有限元理论分析模型,对薄壁型钢-混凝土梁柱节点弯矩-时间曲线和节点耐火时间进行参数化分析。研究结果表明,荷载水平的大小对组合节点的耐火极限具有很大影响;然而当荷载水平保持不变时,防火保护层厚度则是另一个对梁柱组合节点的耐火极限有显著影响的重要因素,而其它参数如材料特性、构件几何尺寸等对梁柱组合节点耐火极限影响很小。     

保护层厚度对高温作用下钢筋混凝土构件极限承载力的影响及分析

在钢筋混凝土构件火灾高温作用下极限承载力计算分析的基础上,着重进行保护层厚度对钢筋混凝土构件(梁)高温作用下承载力的影响及定量分析的讨论,由此得出:由于钢筋混凝土构件高温侧钢筋的保护层能在火灾高温作用下显著延缓钢筋温度的升高,所以适当增加保护层的厚度,可以显著提高钢筋混凝土梁在高温下的极限承载力,可用于指导工程耐火设计。     

火灾条件下钢筋混凝土结构的破坏与修复

本文介绍了钢筋混凝土柱、梁的耐火极限;火灾对钢筋混凝土构件的破坏机理和形式;火灾后的勘察方法,以及对钢筋混凝土构件的清理和修复方法。     

火灾条件下钢筋混凝土结构的破坏与修复

本文介绍了钢筋混凝土柱、梁的耐火极限；火灾对钢筋混凝土构件的破坏机理和形式；火灾后的勘察方法，以及对钢筋混凝土构件的清理和修复方法。     

圆形和方形截面钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能对比分析

为研究圆钢管与方钢管约束钢筋混凝土柱火灾下力学性能的差异,采用ABAQUS软件建立圆形和方形截面钢管约束钢筋混凝土柱温度场和耐火极限的有限元分析模型,以截面尺寸、荷载比和长细比等为参数,分析了截面温度的分布规律以及不同参数对耐火极限的影响,比较了圆钢管和方钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的差异。研究结果表明:相同截面形状系数(单位长度构件外表面直接受热面积与其体积的比值)下,方钢管与圆钢管约束钢筋混凝土柱的截面温度分布规律类似,方形截面内部混凝土的温度较圆形截面相同位置处的略低,前者的耐火极限高于后者,且构件长细比与荷载比越小,二者耐火极限差距越显著;当长细比为30时,对于荷载比不超过0.5且截面边长不小于600mm的方钢管约束钢筋混凝土柱,其耐火极限可达到或超过柱类构件一级耐火极限3h的要求,而对于圆钢管约束钢筋混凝土柱,仅当荷载比更小且截面直径更大时,才能满足这一要求。     

植筋加层钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

对使用"直接增层法"进行加层改造的3层钢筋混凝土框架进行拟静力试验,在植筋过程中使用水泥基无机锚固材料。同时在相同试验条件下对整浇钢筋混凝土框架进行拟静力试验研究,并对试验结果进行对比分析。结果表明:使用无机锚固材料进行植筋加层的钢筋混凝土框架具有与整浇钢筋混凝土框架相近的承载能力,其延性要略低于整浇钢筋混凝土框架,但依然可以基本满足工程的抗震要求,在框架达到极限位移时,植筋加层钢筋混凝土框架在植筋节点区域上出现较为密集的交叉斜裂缝,需采用一定的加固方法对其进行补强处理,使其满足"强节点弱构件"的抗震要求。     

结构连续性对钢筋混凝土柱耐火极限的影响

国内外现行规范有关钢筋混凝土柱抗火设计的相关规定,几乎都是基于单个构件的研究结果而制定的,由于火灾中相邻构件之间的相互约束,使得约束柱与无约束柱的火灾行为存在本质区别。利用有限元软件SAFIR,本文首先分析了无约束钢筋混凝土柱对应ASTME119标准升温曲线的力学性能,并与其他学者的试验结果进行了对比。随后,针对约束柱耐火极限的不同定义,分析了转动/轴向约束程度对柱耐火极限的影响规律。     

高层钢筋混凝土框架结构耐火性能分析

本文建立了火灾下高层钢筋混凝土框架结构的有限元计算模型,研究了高温下框架结构的变形规律、结构的破坏机制、塑性铰分布规律、受火梁的内力以及耐火极限。分析表明,本文高层钢筋混凝土框架结构火灾下发生了框架局部破坏和框架整体倒塌两种破坏形态;框架局部破坏情况下,当发生破坏的框架梁位于框架高度中间时,框架的耐火极限较大,当发生破坏的框架梁位于框架顶部或底部时,框架的耐火极限较小。     

利用ABAQUS分析混凝土构件的温度场

利用有限元软件ABAQUS对高温下钢筋混凝土构件温度场进行了计算和分析,计算结果和试验结果吻合较好,为进一步认识钢筋混凝土结构的高温力学性能和耐火极限创造了条件。     

FRP加强R/C梁防火性能调查研究

对纤维加强聚合物(FRP)材料加强钢筋混凝土梁在火灾中的防火性能进行了研究。试验结果显示,防火材料能够帮助构件达到标准防火性能,同时对不断增长的FRP应用也很重要。介绍了不同文献对FRP在高温下的性能所做的研究以及目前标准对建筑构件的耐火极限要求。对两个大型试验进行了介绍。试验材料为混凝土梁构件,外部用FRP板加强,并且三分之二用专利耐火隔热材料保护。给出了试验结果,并重点强调了曝火状态下所测得的构件温度。试验数据验证了热传导数值模型,该模型可用于预测加强并绝缘钢筋混凝土梁构件内的温度。试验结果和模型数据显示,正确设计和进行绝缘保护的FRP加强梁构件耐火极限能够达到4h或者以上。