底框架结构的耐火极限数值分析

由热平衡理论建立室内平均温度-时间关系计算模型;以传热学理论建立混凝土梁、柱截面温度场计算模型;以混凝土结构耐火理论建立框架中柱的高温承载力计算模型;以弹性理论建立柱子的温度轴力计算模型;以四面受火中柱(轴心受压)达到承载能力极限状态的时间作为底框架商住楼在火灾中的倒塌时间。结果表明,我国仅有的2个倒塌案例和4次火灾试验结果与数值计算平均误差为5%;数值计算中采用实际温度-时间关系作为火作用,混凝土强度采用在温度和初应力作用下的抗压强度并考虑柱子的温度轴力更为合理。     

足尺钢框架结构真实火灾下耐火性能试验研究

为分析真实火灾下整体钢框架结构的耐火性能，设计了一个平面尺寸为6 m×6 m、单层层高为3 m的两跨两层钢框架足尺结构，并进行三种火灾工况下的真实火灾试验，研究了住宅火灾、仓库火灾及无防护火灾条件下的试验现象、实际温度场和力学响应。结果表明：真实火灾下钢框架的升温曲线与标准升温曲线有较大差别；受火房间的空气温度沿竖直方向呈现不均匀分布，沿水平方向温度趋于相同；防火保护使构件表面温度滞后于火场温度，且表面温度峰值和峰值后的下降速率均小于无防火保护构件的；火荷载密度增大及防火保护的缺失都将增加钢梁轴向的温度差，但不影响沿钢梁和钢柱截面方向以及钢柱轴向的温度梯度变化规律；钢梁和混凝土板相较钢柱具有更高的温度；钢框架结构设计应充分考虑防火保护，且可适当考虑墙体对建筑抗火性能的有利作用。     

钢筋混凝土框架地震后耐火性能研究

葡萄牙研究人员开展了地震后钢筋混凝土框架结构耐火性能的评估方法研究。采用SAFIR程序对钢筋混凝土框架进行了数值分析,开展了结构的温度和力学分析。分析的变量是框架的损伤类型和火灾中的受火柱子数量。热分析采用ISO834标准升温曲线。研究结果表明,地震对钢筋混凝土框架的破坏降低了框架的耐火性能。     

钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

介绍了三种钢筋混凝土框架结构在地震中的典型屈服破坏机制,通过比较这三种主要破坏机制,分析了其抗震要求,并对其抗震能力进行了阐述,最后提出了可以改善和提高框架结构抗震能力的方法,以进一步改善结构的受力性能,提高框架的抗震能力。     

钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架耐火性能对比分析

对常温下承载能力和刚度接近的钢管混凝土柱—钢梁平面框架、型钢混凝土平面框架、钢筋混凝土平面框架火灾下的破坏形态和耐火极限进行了对比分析。研究表明,三种框架的破坏形态存在明显差别,钢管混凝土框架出现了钢梁破坏,其他两种框架出现了受火柱破坏,型钢混凝土框架耐火性能最好。     

CFRP加固钢筋混凝土板耐火性能的试验研究

对3块CFRP加固钢筋混凝土板进行火灾试验,分析了破坏形态、截面温度场和挠度。结果表明:(1)无机胶粘贴CFRP加固混凝土板的耐火极限约为22min;(2)涂有防火涂料加固板的截面温度比无防火涂料的小;(3)同等防火保护下无机胶粘贴CFRP加固混凝土板的截面温度比有机胶的小很多;(4)火灾下CFRP的失效有一定突然性;(5)有防火保护的无机胶粘贴CFRP加固混凝土板耐火性能良好,暴露火灾中90min仍有良好的加固性能。     

钢筋混凝土框架夹心节点抗震性能试验研究

钢筋混凝土框架结构中通常柱混凝土强度高于梁的混凝土强度,当节点与梁用较低强度混凝土同时浇筑时,便形成钢筋混凝土框架夹心节点。通过11个钢筋混凝土框架夹心节点（包括平面中节点2个,平面端节点2个,改进型平面节点4个,空间中节点、空间端节点、空间角节点各1个）及3个用于对比分析的传统空间节点（空间中节点、空间端节点、空间角节点各1个）的拟静力试验,结合之前完成的7个平面夹心节点试验及6组平面夹心节点与传统节点的抗震性能对比,对钢筋混凝土框架夹心节点的抗震性能进行研究,包括开裂损伤过程、失效模式、位移延性、变形性能、受压承载力、受剪承载力、滞回耗能、梁筋粘结锚固性能等。研究表明：虽然核心区混凝土强度降低对试件抗震性能有一定不利影响,但通常不会改变框架节点的破坏模式,满足剪压比、轴压比、梁柱混凝土强度比、核心区配筋量条件下的夹心节点,其抗震性能大多可以满足结构设计的需求,或采取加插短筋、增设斜筋等加强措施后可以满足。     

钢筋混凝土板柱结构中柱节点的抗震性能的试验研究

介绍了3个缩尺1／4板柱结构中柱节点在水平低周反复荷栽作用下的试验，对其破坏形态和抗震性能进行了分析．并用有限元对板柱节点进行了弹塑性分析．其结果与试验结果符合较好.     

碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火性能试验研究

在ISO834标准升温条件下,进行3块设置不同防火材料的碳纤维布加固钢筋混凝土板,以及1块未加固板的耐火性能对比试验。分析不同防火措施对高温下碳纤维布加固钢筋混凝土板的破坏形态、跨中挠度及耐火极限的影响。试验结果表明:(1)只要采取适当的防火措施,在使用荷载明显增大的情况下,碳纤维布加固钢筋混凝土板仍具有与未加固板大体相当甚至更长的耐火极限;(2)与薄型防火涂料相比,水泥砂浆的防火保护效果相对较弱;(3)厚度5 mm的薄型防火涂料的防火效果相对较好。为确保实际工程中碳纤维布加固钢筋混凝土板具有足够的耐火能力,科学合理地选择防火材料及其厚度是十分重要的。     

考虑海洋环境损伤的钢筋混凝土框架节点受火性能试验研究

为了研究海洋环境下锈胀裂缝对钢筋混凝土框架节点受火性能的影响,设计了5个配筋相同的足尺钢筋混凝土框架节点试件,以沿梁、柱箍筋方向裂缝宽度最大值为损伤指标,通过快速氯离子侵蚀试验模拟海洋环境下氯离子侵蚀,使4个试件产生不同宽度的锈胀裂缝,然后对4个已损伤框架节点试件以及未损伤的对比节点试件进行火灾试验。结果表明：通过快速氯离子侵蚀试验产生了横向裂缝,其位置与箍筋位置大致相同,其间距与箍筋间距大致相等;初始裂缝宽度对构件高温下的梁、柱端位移变化速率影响显著,锈胀裂缝越宽,构件高温下梁、柱端位移变化速率越快;裂缝的存在加快了热量的传输,导致截面温度场发生畸变;裂缝的存在也会提高钢筋和混凝土的升温速度,加快其力学性能退化,对构件高温下的承载力退化影响显著。     

钢筋混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢筋混凝土Z形截面柱框架节点的抗震性能,进行了8榀缩尺比为1∶2的Z形柱中间层节点的低周反复加载试验,得到了节点试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,以及受剪承载力和延性系数等用以评价节点抗震性能的主要参数。将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行比较,结果表明Z形截面柱节点的承载力可按两个L形截面柱节点的承载力公式计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了轴压比、节点的配箍特征值、剪压比和Z形柱肢高肢厚比等试验参数对节点的抗震性能的影响,分析表明剪压比是Z形截面柱节点延性的最主要影响因素,剪压比小的节点试件具有良好的位移延性和滞回特性,而肢高肢厚比对节点的延性影响不大。     

高性能混凝土框架火灾反应与抗火性能研究

本文从平面框架入手,通过对三榀相同尺寸和相同持荷情况下的单层单跨矿渣高性能混凝土框架结构的火灾试验,研究了高性能混凝土框架结构的火灾反应和抗火性能特点。通过对火灾中框架温度场、位移反应等的分析以及火灾后框架表面裂缝、颜色和残余变形等的对比,分析了不同混凝土强度等级、有无外掺聚丙稀纤维对矿渣高性能混凝土框架结构火灾反应和抗火性能的影响。研究表明,在800℃左右火灾作用下,矿渣高性能混凝土框架结构具有良好的抗火性能,高性能混凝土的强度等级提高对结构火灾破坏前承受变形的能力是有益的;由火灾引起的构件轴向变形和内力重分布导致在梁柱节点存在较大的内力;框架作为超静定结构,梁柱在火灾中的刚度退化情形不一致,对整体结构的抗火性能明显不利;而聚丙稀纤维的掺加增加了火灾中混凝土温度裂缝的产生,但提高了降温时结构的变形恢复能力。     

不同受火方式下混凝土柱耐火性能的试验研究

通过5根高强混凝土柱和2根普通混凝土柱的足尺明火试验,考察了不同受火方式对混凝土柱破坏形态、轴向变形和耐火极限的影响。结果表明:(1)非四面受火柱的耐火极限较四面受火柱有很大提高,同时三面受火柱的耐火极限小于两面受火柱;(2)相同受火方式和相同轴压比下高强混凝土柱的耐火极限远低于普通混凝土柱;(3)相同受火方式下大轴压比普通混凝土柱的耐火极限可能小于中等轴压比的高强混凝土柱。在实际结构的抗火设计中,合理考虑受火方式、混凝土强度等级和轴压比的影响是十分必要的。     

锈蚀钢筋混凝土框架节点高温后抗震性能试验研究

为研究钢筋锈蚀对高温后钢筋混凝土框架节点承载力及抗震性能的影响,设计了4个钢筋混凝土框架梁-柱节点,通过快速氯离子试验使节点钢筋发生不同程度的锈蚀。对4个节点先后进行1h的火灾试验及低周反复荷载试验,获得节点各截面的温度场分布规律,研究了钢筋锈蚀率对火灾后节点承载能力、刚度、延性、耗能能力等的影响。试验结果表明：随着锈蚀率的增加,节点的承载能力、刚度、耗能能力显著降低;节点的延性整体呈下降趋势,但轻微锈蚀损伤使高温后节点延性略微增加;与未锈蚀节点相比,锈蚀钢筋混凝土节点的屈服荷载降幅为37.93%,极限荷载降幅为28.11%,核心区受剪承载力降幅为35.92%。考虑初始损伤及高温作用对混凝土材料性能的影响,提出了节点核心区受剪承载力计算公式,计算结果与试验结果基本吻合。     

钢筋混凝土底框架商住楼耐火设计审核与火灾扑救

钢筋混凝土底框架商住楼建筑的下部火灾荷载和上部实际重力荷载均较大，在火灾中可能会引起倒塌。以某商住楼火灾倒塌事故为例，依据室内火灾发展规律和结构耐火理论，对此类建筑的耐火设计审核与火灾扑救战术提出建议。     

基于混合模拟的连柱钢框架抗火性能分析

采用混合模拟方法,以三层平面连柱钢框架为研究对象,针对底层中柱受火工况,分别进行实体单元整体框架、多尺度整体框架、多尺度混合模拟整体框架、传统受火单柱的抗火性能分析,对比不同模型的耐火极限、轴向变形、轴力和侧向变形.结果表明:传统受火柱缺少约束效应,导致耐火极限偏小,其轴向变形后期变形速率较快,较大侧向变形发生较早,结...     

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。     

钢筋混凝土框架变梁中节点抗震性能试验研究

完成了10个1/3缩尺钢筋混凝土框架变梁中节点试件的低周反复荷载试验,分析了变梁中节点的破坏形态、刚度退化和滞回耗能等力学性能,研究了梁柱尺寸变化、轴压比、配箍率等参数对该类节点抗震性能的影响。研究结果表明：变梁中节点初裂出现在小梁与上柱组成的小核心区,最终破坏区域主要发生在大梁与下柱组成的大核心区;变梁中节点通裂荷载与极限荷载比较接近,变梁中节点大、小梁端滞回曲线差别显著,大梁滞回曲线呈反S形,小梁滞回曲线呈较为饱满的弓形,小梁截面尺寸变化对试件的抗震性能影响显著;变梁中节点的强度衰减、刚度退化明显,耗能能力较差,按常规节点设计构造的变梁中节点不能满足刚性节点的要求。