三面受火情况下钢筋混凝土梁极限承载力的计算与分析

根据对火灾作用下钢筋混凝土梁可能破坏截面的应力、应变及内力分析的基础上,编制了火灾下钢筋混凝土梁截面极限承载力的计算程序.运用该程序对钢筋混凝土梁可能破坏截面的高温极限承载力的变化进行计算、分析,由此得出混凝土梁在火灾作用下极限承载力随时间下降变化的一般规律,可用于指导工程结构的耐火设计及火灾营救.     

均匀受火钢筋混凝土框架极限承载力分析

对火灾高温作用下钢筋混凝土梁、柱可能破坏截面的应力、应变及内力进引分析。在此基础上,编制了钢筋混凝土梁、柱在高温作用下截面极限承载力的计算程序。运用该程序对同时受到荷载和均匀受火条件下的简单框架梁、柱可能破坏截面的极限承载力的变化及其相互影响进行计算、分析和讨论,据此提出钢筋混凝土框架在均匀受火时也要像抗震设计一样尽量满足"强柱弱梁"的要求,即"耐火强柱弱梁"的延性设计原则,为火灾抗倒塌设计提供参考。     

装配式钢筋混凝土叠合梁抗火性能研究

为研究装配式建筑中由于两次浇筑混凝土而形成的叠合面对钢筋混凝土叠合梁抗火性能的影响，开展了3个钢筋混凝土叠合梁和2个钢筋混凝土整浇梁的火灾试验，研究荷载水平对叠合梁抗火性能的影响，并与整浇梁的抗火性能进行对比分析。火灾试验时，测试梁截面上的温度场、竖向挠度，观察梁在火灾下的试验现象和破坏特征。研究结果表明：火灾下，叠合梁和整浇梁在最大竖向挠度变形达到跨度的1/20时均未发生坍塌，但在临近停火前15 min具有较快的变形速度，呈现不稳定的平衡状态；在相同荷载水平下，叠合梁和整浇梁的耐火极限基本一致；叠合梁的叠合面上出现水平剥离裂缝，且在板块接缝处有一定程度的爆裂；以荷载比为0.3的叠合梁耐火极限149 min为基准，荷载比为0.5和0.7的叠合梁的耐火极限分别减少24.8%和41.6%,荷载比影响较为显著。基于试验结果，验证了基于弯矩-曲率关系曲线提出的耐火极限评估方法的有效性。     

平面框架结构耐火性能对比研究

建立局部火灾下3层3跨钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架火灾下温度场和力学性能分析的有限元模型。在此基础上,研究了三种平面框架结构的耐火极限状态、不同受火工况和梁荷载水平条件下框架结构的变形和破坏规律、受火梁的内力状态以及结构耐火极限的规律,并对三种平面框架的耐火性能进行了比较。     

高温下预制装配式型钢混凝土梁抗火性能研究

为了解高温下预制装配式型钢混凝土(prefabricated steel reinforced concrete,简称PSRC)梁的耐火性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立了外荷载和火灾高温共同作用下PSRC梁有限元分析模型,并验证了模型的合理性,对比分析了PSRC梁与整浇梁耐火性能的差异,讨论分析了现浇部分混凝土强度、型钢屈服强度以及内部型钢截面尺寸对PSRC梁耐火极限的影响。研究表明:整浇梁的抗火性能比PSRC梁的抗火性能略好;型钢截面尺寸对叠合梁的影响显著,随着型钢截面尺寸的增大,叠合梁的耐火极限增加,耐火性能也就越好;在预制部分混凝土强度不变的前提下,同一荷载比下提高现浇部分混凝土强度,耐火极限略有降低;在相同荷载比下,增大内部型钢屈服强度,叠合梁的耐火极限略有提高,但影响不显著。     

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。     

钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法(Ⅰ)

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第一部分。     

钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法（Ⅱ）

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型，利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场，计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析，理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上，分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后，提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第二部分。     

钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法(II)

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第二部分。     

火灾下钢筋混凝土平面框架结构受力机理分析

为研究火灾下钢筋混凝土框架结构的受力机理,采用梁单元建立了钢筋混凝土框架结构耐火性能有限元计算模型,考虑火灾位置、柱轴压比和梁配筋率等参数的影响,对火灾下钢筋混凝土框架结构的变形、内力重分布、破坏形态以及耐火极限进行了参数分析。分析结果表明,火灾下框架结构出现了整体破坏形态和局部破坏形态两种典型的破坏形态：当柱轴压比较小时,框架出现受火梁破坏导致的框架局部破坏形态;当柱轴压比和梁配筋率均较大时,框架出现受火中柱和受火边柱破坏导致的框架整体破坏形态,整体破坏形态为连续性倒塌破坏。在框架局部破坏形态条件下,三面受火梁在框架竖向分布位置不同,受约束作用不同,框架的耐火极限亦不同;而在框架整体破坏条件下,柱轴压比越大,耐火极限越小。