钢曲杆在高温(火灾)环境下的力学性能分析

高温(火灾)环境下大跨度钢曲杆力学性能会发生很大变化,本文根据钢结构、火灾学及力学基本理论,分别以三铰拱、两铰拱和无铰拱这三种形式为研究对象,提出了高温(火灾)环境下大跨度钢曲杆内力计算公式,分析了高温(火灾)下相关参数(线膨胀系数、结构温度、矢跨比、自重等)对大跨度钢曲杆承载性能的影响。研究表明:随着钢曲杆线膨胀系数增大、温度升高、自重增大,钢曲杆的内力增大,钢曲杆承载性能逐渐减小,并通过算例验证了所提方法的正确性,提出了在实际工程中如何提高钢曲杆承载性能的相关措施,可为大跨度钢曲杆抗火设计与分析提供参考。     

预应力钢桁架在高温(火灾)下的力学特性分析

高温(火灾)环境会改变预应力钢桁架力学特性,影响其安全性能。采用结构力学与火灾科学理论,对拉索式预应力钢桁架进行研究,探讨了高温(火灾)环境下不同拉索布置方式和拉索数目及杆件长度变化对预应力钢桁架力学特性的影响。研究表明:温度变化、拉索布置方式和拉索数目对预应力钢桁架力学特性产生较大影响,但杆件长度变化几乎不影响其拉索应力。研究成果对改善高温(火灾)下预应力钢桁架受力特性及对预应力钢桁架预应力体系布置等具有一定的参考价值。     

预应力钢梁高温环境下的力学特征有限元分析

采用有限元方法研究预应力钢梁在受火条件下,一定时间段内构件的温度分布状况及其变化,在热分析的前提下,进行构件的热力效应分析。并将相应工况的力学特性研究与理论计算结果进行对比分析,从而进一步探索预应力钢梁在火灾(高温)条件下损伤机理。研究表明:温度高低、荷载形式、梁端约束、预应力损失、拉索布置高度等因素对钢梁的力学特性产生较大影响。所得结论可为预应力钢结构抗火设计提供参考。     

基于反演法的高温下钢框架极限荷载确定

高温下钢框架试验中外荷载大小的选定对试验结果有着重要的影响。本文应用火灾科学和相关结构理论,对钢框架在高温下的力学特征进行分析,提出一种基于试验对比的反演计算法;该方法利用相关规范来反推不同温度下的极限荷载,并分析了钢框架主要构件在火灾下的受力特性;通过数值分析验证了两层两跨钢框架极限荷载理论计算结果,为以后进行相关钢框架试验研究提供参考依据。     

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.     

门式刚架在高温（火灾）下的塑性铰分析

门式刚架(PF)结构因其优异性能和安装简单方便而广泛用于工业厂房中.迄今为止,对于PF结构在高温(火灾)下的塑性特征力学的分析较少.本文以PF结构为研究对象,分析PF结构在高温(火灾)下的塑性力学特征.通过理论计算,得到PF结构在热-力耦合作用下的临界荷载与塑性铰出铰顺序以及发展情况,并同有限元数值分析结果进行分析对比.分析表明,有限元数值分析与理论计算所得的结果吻合较好,验证了对PF结构进行有限元分析结论的准确性,为今后进一步研究高温(火灾)下的PF结构的力学特性提供一定参考.     

电缆隧道结构分析与设计方法

本文以某电缆隧道工程背景,研究电缆隧道的截面优化选型和设计方法。对不同的隧道截面形状和壁厚在三种工况下分别进行对比,并建立隧道结构合理的力学分析模型,采用有限元法分析隧道结构的应力场和变形场,对比分析结构的变形与强度工作状态评价电缆隧道的安全性能。同时,分析不同断面形状的特征,按照造价最低的原则,选择隧道结构较为合适的断面形式和设计方案。     

H型截面单层单跨钢框架火灾行为试验

对2榀H型截面单层单跨钢框架进行了火灾行为的足尺试验研究.全部试验采用自行研制的火灾试验炉,试验结果表明炉子性能稳定,使用方便.试验中考虑了不同受火工况对钢框架火灾行为的影响.通过试验得出了钢框架温度场分布和变形的变化规律.试验结果表明:火灾下,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.试验研究为今后钢结构火灾行为的研究提供依据.     

高温（火灾）下横向荷载对钢构件稳定承载力的影响

基于高温环境下钢构件的受力特点,根据压弯构件的平衡方程,导出了不同横向荷载形式下钢构件的稳定承载力计算公式,分析了横向荷载及火灾参数对钢构件稳定承载力的影响,提出了在实际工程中采取的一些相应措施。     

型钢混凝土异形柱非线性分析

基于压弯构件的原理,编制了适用于计算型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,简称SRC)异形柱截面的弯矩-曲率非线性程序.通过该程序,研究了SRC异形柱(T形、L形)在不同的荷载角、配钢形式、配钢率和轴压力比条件下的截面延性,并对计算结果进行了理论分析.由计算分析可知:加载角对截面的延性有较大的影响;在相同的延性条件下,配钢形式的不同对截面的抗弯承载力影响较大;在常用配钢率范围内,随配钢率的增大,SRC异形柱的延性逐渐增大;随轴压比的增大,SRC异形柱的延性逐渐下降.最后给出了适合于提高抗弯承载力的合理配钢形式,可作为SRC异形柱研究的参考.     

FRP筋与混凝土粘结性能研究进展及本构模型改进

近年来,FRP（纤维增强聚合物）筋代替钢筋在混凝土结构中得到越来越广泛的应用。与钢筋相比,FRP筋具有各向异性、非均质、表面形式不同等特性,这导致FRP筋与混凝土之间的粘结机制不同于钢筋与混凝土。为全面了解FRP筋与混凝土之间的粘结性能,收集数据建立由342个拉拔试验试件组成的数据库,分析粘结性能与各因素之间的关系,对没有达成一致结论的观点进行补充和讨论,分析高温、冻融循环、电解质溶液对FRP筋与混凝土粘结性能的影响;校核常用的粘结-滑移本构模型的计算精度,基于建立的试验数据库,提出新的精度更高的粘结-滑移本构上升段表达式。     

钢结构构件高温极限承载力实用计算方法

利用损伤场概念,考虑损伤对材料弹性、塑性的影响,通过对已确定的截面温度分布,计算相关等温线位置,将各温度区段的截面实有宽度按损伤变量(温度函数)加以折减,得到相应等效截面,此后对构件的极限荷载就可按常温下强度的等效截面进行计算.大量实验已证明框架结构在高温(火灾)下的破坏和常温下一样,是由于若干临界截面及其附近区段相继形成塑性铰,构成一个自由度的可变体系而破坏,因此利用传统结构力学中机构叠加法求得极限荷载,并通过单层两跨模型试验验证该方法的可行性.     

用于海洋平台结构的钢管混凝土摇摆柱构造性能试验研究

为研究摇摆柱海洋平台结构的摇摆柱构造形式,研究制作了10个组合型钢管混凝土构件,采用圆钢管、圆钢管-工字钢、圆钢管-圆筒、方钢管、方钢管-工字钢、方钢管-圆筒6种截面形式进行三点弯曲试验.研究了不同形状、截面形式的组合型钢管混凝土在三点弯曲试验过程中的破坏过程,包括破坏形态、承载能力和变形能力;并且通过局部横纵比和局部应变分析加载后试件内部变化和受力特征.试验结果表明:试件在加载过程中,钢管与混凝土以及钢管混凝土中内置的型钢在不同阶段有着不同的受力特征和协同工作机理;圆钢管混凝土更有利于钢管对混凝土发挥套箍作用,从而提高构件承载能力和变形能力;内置圆筒的双圆筒截面形式构件抗剪性能最好.     

浅埋隧道复杂交叉口变形的数值分析

以重庆轨道交通六号线曹家湾站为工程依托,基于岩体非线性弹塑性理论,对浅埋隧道施工通道交叉段进行数值分析及力学特性研究。运用有限差分数值软件FLAC3D建立了浅埋隧道复杂交叉段的三维模型,研究了隧道交叉口3个不同截面的拱顶沉降和围岩收敛,以及初期支护钢筋的内力变化特征,并与现场监控量测数据变化情况进行对比分析。研究结果表明:主、支通道交叉区域段受力存在相互影响;3个截面的拱顶、内空位移均有明显变化;在交叉隧道拱顶、拱肩区域,初支钢筋受应力影响较大。     

深厚冲积层中冻结井外壁钢筋应力的实测研究

介绍龙固副井冻结井外壁钢筋应力的测试方案，分析温度及约束作用对钢筋计测值的影响和不同方向配筋的应力测值变化规律．结果表明：受水化热高温的影响，外壁钢筋首先经历压应力急剧增长阶段，而后竖向及径向钢筋压应力随着井壁降温而逐渐减小，最终处于拉应力或低水平的压应力状态，而环向钢筋则始终处于压应力状态；环向钢筋的应力主要受冻结压力控制，而竖向及径向钢筋的应力主要受温度影响；鉴于深厚冲积层冻结压力增长迅速，外壁竖向钢筋可按承担3d内施工的井壁段自重，取15m高度的井壁段进行设计，从而有效地减少竖向钢筋的配筋率；而环向钢筋应尽号靠近鼻壁内侧配置，以提高井壁的水平承载力。     

16MnR及其焊接接头高温环烷酸腐蚀性能

为了研究16MnR钢板及其焊接接头在高温环烷酸介质中的腐蚀性能,采用实验测试和金相分析方法开展静态腐蚀试验.设计并搭建高温环烷酸静态腐蚀专用实验装置,围绕环烷酸总酸值(TAN)变化及温度变化2种试验情况进行多组浸泡腐蚀实验.通过对实验结果的分析,揭示16MnR钢板及其焊接接头在高温环烷酸环境中的腐蚀特性变化规律,并利用场发射扫描电子显微镜(FSEM)和X线能量色散谱仪(EDX)技术对腐蚀后试件进行金相分析.结果表明,高温环烷酸介质对16MnR钢材的年均腐蚀速率很大,焊接接头的耐蚀能力普遍低于母材耐蚀性能.     

用弹性中心法推导等截面圆弧杆件的转角位移方程

用弹性中心法推导出了等截面圆弧杆件的转角位移方程，使某些带有圆弧杆件的复杂刚架可用位移法计算，使内力计算得以简化。