预应力混凝土连续板不同跨受火火灾行为

为了研究三跨连续板不同跨依次受火作用下的火灾行为,对4块尺寸为12.6m×1.5m×0.12m的无粘结预应力砼连续板进行了火灾试验.试验考虑了连续板中跨和边跨在不同时间段发生火灾及负弯矩区负筋长度两种因素,在实现ISO标准升温的前提下,给出了板中水在火灾中全过程变化现象以及板在火灾作用下裂缝发生、扩展及最终形式,重点研究了板的变形、破坏机构的形成、预应力筋中拉力的变化,板中温度场以及支座支反力的重分布情况.通过对试验结果的分析,揭示了破坏机构形成和支反力重分布的原因,指出了板中温度场的分布情况及预应力筋拉力的变化特征.     

雪灾后某网架破坏分析及加固

目的 了解钢网架结构的受力性能和破坏机理,提出加固方案保证其在雪荷载超栽作用下不会出现大面积倒塌状况.方法 利用有限元软件MSTCAD对辽宁地区某一个网架结构工程实例进行模拟分析,探讨该网架结构受雪灾破坏的原因,提出加固改造方法 .结果 通过选取在雪灾中最常见的4种工况组合,检测后得出在雪荷载超载情况下共有534根超应力杆和428根超长细比杆.而加固后同样的工况组合相同的受力情况则没有出现超应力杆和超长细比杆.结论 MSTCAD能较好地分析网架结构的力学性能,两种加固方法 降低了施工难度,缩短了施工时间.     

局部火灾作用下钢筋混凝土框架结构性能分析

进行了局部火灾与荷载耦合作用下框架结构的非线性分析,并在此基础上对钢筋混凝土框架结构在火灾高温和荷载耦合作用下的内力重分布规律及变形规律进行了分析研究。计算分析表明,升温过程中,框架经历了明显的内力重分布过程,受火梁在变形过程中出现了悬链线效应。对于算例框架,结构的耐火极限状态为受火框架梁形成机构,是一种局部破坏。     

两邻跨受火RC三跨连续板抗火性能试验研究

为了了解钢筋混凝土连续板在火灾下的变形规律和破坏机构,采用自行研制的燃油火灾试验炉,对足尺钢筋混凝土三跨连续板进行了恒载下两邻跨受火的试验研究.试验结果表明:钢筋混凝土连续板在升温过程中受火跨经历了较复杂的变形过程,且降温后存在较大的残余变形;连续板在火作用下产生了剧烈的内力重分布;其破坏机构与常温下相比有巨大差别,破坏铰出现在受火中跨靠近受火边跨的板负筋截断处,破坏时连续板被分解为两个受力单体:两块带悬臂的简支板.     

无粘结预应力混凝土连续板边中两跨受火试验

为了搞清火灾情况下无粘结预应力混凝土连续板的受力、变形、裂缝分布形式以及破坏机构等与常温下有什么不同,为对其进行抗火设计奠定基础.对3块12.6m×1.5m三跨连续板在边中两跨受火下的火灾行为进行试验研究,试验过程中采用ISO834标准升温曲线,并施加2.0kN/m2的使用荷载.试件主要考虑负弯矩筋长度的变化和预应力度.用位移传感器测量板的变形,用压力传感器测试支反力及预应力的变化情况.试验结果表明:裂缝形式主要有板顶斜裂缝、横向贯通裂缝以及沿预应力筋的纵向裂缝,未受火跨在试验过程中未发现任何肉眼可以观察到的现象.试验发现负弯矩筋长度决定了横向贯通裂缝出现的位置.预应力先增长后减少,最后预应力筋多被拉断.火灾情况下,无粘结预应力混凝土连续板的变形和内力重分布远比常温情况剧烈,裂缝分布形式以及破坏机构明显不同于常温,预应力损失严重.     

新型螺栓球-H型钢梁节点力学特性分析

以合肥南方水泥熟料库网架为研究对象,提出了一种新型螺栓球-H型钢梁网架,采用有限元软件Abaqus建立了4组不同参数的新型螺栓球-H型钢梁网架节点模型,研究了节点在受拉、受压和受弯状态下的荷载-位移曲线、应力应变分布和极限承载力等。结果表明,节点在压力、拉力和弯矩作用下都具有较高的刚度和承载力,增加圆柱体的厚度能有效提高节点在受压受拉和受弯状态下的刚度和承载力,增加节点板和顶板的厚度对节点各受力状态下的刚度和承载力提高不大。     

不同形状硐室拉张破裂有限元数值模拟

目的研究地下硐室开挖过程中,不同形状的地下硐室其围岩的破坏形式.方法采用可模拟拉张破裂的有限元软件,给出拉张破裂的判据,分别选取圆形、直墙拱形、长方形、梯形、半圆形硐室模型进行拉张破裂有限元数值模拟.结果得出了不同形状硐室受拉破裂的破坏形式,圆形、直墙拱形、半圆形硐室的顶部应力集中明显,接近点集中.长方形、梯形拉应力均沿顶、底边线性分布.结论由不同形状硐室的破坏形式可以看出,拉应力集中在硐室顶底部,在拉应力最大点首先开裂,开裂后应力重新分布形成新的应力集中;单元破裂后,抵抗变形和破坏的能力下降,相邻单元出现明显应力集中,加速裂纹的产生;单元破坏后不能再承受拉应力,但是可以承受压应力.     

气垫围裙与船体浮箱联接件非线性有限元仿真及优化设计

为提高气垫围裙联接件使用寿命,对气垫围裙裙布与船体联接的组件进行了非线性有限元仿真计算,考虑6个不同构件之间的相互作用,计算在不同夹制预紧力作用下,模拟得到裙布受拉力载荷后的应力分布和破坏的位置、方向,得出增大夹制预紧力可以提高组件整体承载能力的结论.针对仿真计算中裙布布局应力集中问题,提出2个结构优化建议.在优化建议基础上,计算得到该联接组件在8种不同配置方案下裙布应力分布和破坏情况,证明以上结构优化建议可改善裙布应力分布和承载位置,切实提高组件承载能力和使用寿命.     

碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土连续梁的试验研究

研究碳纤维加固受火后混凝土连续梁力学性能的变化.制作4根混凝土T形连续梁,其中1根为常温无加固对比梁,采用ISO834标准升温曲线对3根梁进行火灾试验.受火后1根梁为无加固对比梁,2根梁采用碳纤维布加固,4根梁采用相同的加载方式进行静载试验,比较4根梁受力性能的变化.受火后梁的承载力、刚度和延性均有所下降,其中延性和刚度下降最为明显.受火后梁的内力重分布发生较大变化,受火梁的破坏模式与未受火梁有所区别.采用碳纤维布加固后梁的刚度和承载力均有提高,但是加固梁的延性继续降低,碳纤维布的加固方式对受火梁的内力重分布有一定影响.采用碳纤维加固可以提高受火后混凝土连续梁的承载力和刚度,但要考虑加固后梁延性的降低和受火后内力重分布的影响.     

RC三跨连续板受火后的破坏形态分析

通过对六块三跨连续板进行的恒载下受火试验研究,分析了板在不同受火工况下的破坏特征、机制及内力重分布情况．结果表明,在火灾下结构的破坏特征与常温不同,连续板内力产生了剧烈的重分布．     

真实火作用下圆钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能

为分析圆钢管约束钢筋混凝土柱在真实火灾下的抗火性能,通过ABAQUS软件建立了有限元分析模型,包括温度场分析模型和耐火极限分析模型,主要考察参数为火灾升温速率、升温时间以及构件荷载比.真实火灾的温度-时间关系采用欧洲规范Eurocode 1 Part 1-2建议的参数火灾模型计算,并选取了ISO-834标准火灾作为对比.分析结果表明:真实火灾的升温速率越快、升温时间越短,构件的截面温度梯度越大;真实火灾作用下,圆钢管约束钢筋混凝土柱不仅可能会在升温过程中发生破坏,也可能会在降温过程中发生破坏;基于等效曝火时间的方法,将计算得到的真实火灾下耐火极限转换为标准火灾下的等效耐火极限,当真实火灾升温速率小于标准火灾速率时,采用标准火灾曲线得到的耐火极限比等效耐火极限小;而当真实火灾升温速率大于标准火灾时,采用标准火灾曲线得到的耐火极限比等效耐火极限大,即按标准火灾下进行的设计偏于不安全,建议按照真实火灾进行抗火设计.     

高温植筋试件拉拔试验研究

设计了直径20 mm、埋深20 cm、混凝土基材强度等级C25的植筋试件30个,并对在常温下、高温自然冷却后、高温下恒温加载和高温下恒载升温4种工况进行了拉拔试验.通过总结其破坏形态,测算其极限承载力、极限粘结应力和承载力损失,得出了高温自然冷却后和高温下恒温加载试件极限粘结应力和承载力损失规律,高温下恒载升温试件在不同预加载力下试件破坏的滑移变化规律;结合工程实际对高温条件下植筋结构的安全性进行了判定,给出了植筋结构抗火设计和维修加固依据,可为推广应用植筋技术提供参考.     

大空间网架结构火灾全过程模拟

网架结构是大空间建筑的重要结构形式之一,对网架结构进行火灾下的受力性能分析是网架设计与修复加固的重要内容.现以某实际工程网架结构为研究对象,应用FDS流体模拟计算软件,分析获得网架各节点温度-时间曲线,并考虑防火涂料对钢材实际受热温度的影响,运用ABAQUS有限元结构分析软件,对网架结构在火灾过程中受力性能、位移变化及塑性应变发展状况进行分析研究,依据结构鉴定等级标准判定过火结构的损伤程度,提出修复建议.     

采用静-动力转换方法的钢管混凝土框架受火倒塌非线性分析

火灾引起结构倒塌不同于其他瞬时倒塌破坏（地震、冲击或者爆炸）,倒塌全过程为准静态平衡和动态相结合的复杂过程,为研究局部火灾引起的钢管混凝土框架结构倒塌破坏机理和动力响应,该文基于ABAQUS预定场和重启动功能,采用静-动力转换分析方法进行了某9层钢管混凝土空间框架结构体系的受火连续性倒塌非线性分析,研究该结构第6层角部开间受火场景下的倒塌破坏模态,分析梁、柱构件受火失效引起的空间框架全过程倒塌机理及整体结构产生动力效应的影响规律。框架梁柱构件均采用纤维梁单元,钢筋混凝土楼板采用分层壳单元,钢材和混凝土材性采用自定义开发的单轴本构材料模型。分析结果表明,静-动力转换方法可以较好地模拟结构受火倒塌全过程,节省了计算时间,又反映了结构的动力特性。由空间框架倒塌全过程示意可知,角柱失效后触发结构发生局部连续倒塌破坏,倒塌临界时间为253min(4.2h),结构整体的耐火时间远大于单个构件的耐火要求。火灾引起结构的局部倒塌全过程分为五个阶段：受火初期膨胀阶段,局部屈曲阶段,短暂平衡阶段,卸载阶段和局部倒塌破坏阶段,前四个阶段为长持时的准静态分析,第五阶段为非线性动力问题;此外,受火区域竖向构件失效后,其卸载传力路径遵循就近原则。     

高温水冷后循环加卸载条件下花岗岩的渗透性

针对水下隧道火灾喷水灭火降温过程中围岩的渗透性问题,对高温水冷后循环加卸载条件下花岗岩的渗透性开展了试验研究.以高温(25、400和900 ℃)水冷后的花岗岩试样为研究对象,通过轴向压应力循环加卸载过程中气体渗透性试验,研究花岗岩渗透率变化规律.结果表明:轴向压应力循环加卸载试验过程中,花岗岩试样的卸载模量随着高温水冷处理温度升高而减小,随着轴向压应力增大,卸载模量总体呈上升趋势,气体渗透率随温度升高而增大;花岗岩BET比表面积与BJH孔体积在900 ℃高温水冷后明显减小.     

加劲肋对外伸端板连接火灾下破坏模式的影响

为研究外伸端板连接节点火灾下的破坏模式及承压加劲肋厚度对节点耐火性能及柱稳定性的影响,研究了热力耦合作用下节点的响应.采用钢结构设计理论和非线性有限元分析方法研究了节点火灾下的破坏模式、承压加劲肋的失稳及加劲肋厚度对节点耐火性能及柱稳定性的影响.结果表明:火灾下节点的破坏模式为:首先在端板和柱翼缘承拉区发生弯曲大变形,之后承压部分局部失稳并最终导致节点丧失承载力;承压加劲肋厚度对节点耐火性能有较大影响,火灾下加劲肋受到不断加大的热应力作用,但其临界应力随材料刚度退化而不断降低,较薄的承压加劲肋易发生失稳并引发柱腹板局部屈曲导致节点失效.适当增加承压加劲肋厚度可防止加劲肋的屈曲并有利于柱火灾下的稳定.     

三面受火小偏压SRC柱耐火极限试验

由于所处位置不同,结构中的柱有可能处于非四面均匀受火状态,受火边界的差异将导致柱耐火性能存在一定的差异.为认识三面受火型钢混凝土(SRC)柱的耐火性能,进行了两根ISO-834标准火灾作用下、三面受火(受拉侧不受火)SRC柱在小偏心荷载作用下的耐火极限试验,观察了试件破坏过程,获取了截面温度场分布、轴向变形-时间关系曲线、侧向变形-时间关系曲线及构件的耐火极限,分析了有关规律及机理.试验结果表明,混凝土爆裂(崩落)对截面温度场及构件耐火极限均有影响;荷载比和偏心率是影响高温下SRC偏压构件变形特征及耐火极限的重要因素.试验结果可供三面受火SRC柱耐火设计参考.     

钢结构外伸端板连接抗火性能研究

采用有限元法对钢结构梁柱外伸端板连接节点的抗火性能进行了模拟,得到了节点转角与火灾时间的关系曲线和节点的抗火极限,与试验数据进行了比较;分析了节点的弯矩转角关系以及结构的变形与Mises应力分布情况;研究了参数变化对节点抗火性能的影响.结果表明:火灾下,连接结构内力和弯矩重新分布,使节点具有较大的转动和变形能力;减小载荷率,适当增加端板厚度,可以提高节点的抗火时间;过大增加螺栓直径,对提高抗火极限没有影响.     

建筑结构地震火灾效应分析方法

为在建筑结构设计时考虑地震引发火灾对建筑结构的作用和影响,提出建筑结构地震火灾效应分析计算方法,此方法结合结构地震反应分析与火灾热力反应分析,通过简化的建筑结构地震损伤模型,考虑地震损伤的同时,连接结构的热传导分析与热力分析,从而实现地震火灾效应计算。运用此方法对一单层和一多层混凝土框架分别进行了分析,并与没有考虑地震损伤时框架的高温试验结果进行了对比,分析结果表明,考虑地震作用后的结构在火灾下的破坏形态可发生改变,结构耐火极限随着地震作用的增加而降低。