预应力钢结构抗火研究现状

预应力技术与现代钢结构的完美结合,形成了全新的现代预应力空间钢结构体系,这种体系完美地解决了大跨空间建筑对结构体系的要求,在世界各地的体育场馆、展览馆等建筑物中得到广泛应用。但该类建筑功能复杂,火灾隐患大,火灾时更易引起人员伤亡,且火灾作用下钢材力学性能退化、预应力筋松弛,造成正常使用荷载下建筑结构的损伤、破坏甚至倒塌,因此对预应力钢结构进行抗火性能的研究尤为重要。为此系统论述了预应力钢结构抗火研究的重要性和研究现状,同时指出了其中存在的某些未完善的问题和进一步的研究方向。     

基于高温下钢绞线力学性能的预应力钢结构抗火分析

基于对高温下钢绞线力学性能试验成果的分析,回归出可用于理论分析和数值计算的钢绞线高温性能模型。考虑火灾下钢结构材料升温的真实时间历程,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立了用于预应力钢结构抗火分析的数值模型,并对预应力钢结构的抗火分析方法进行研究。通过算例分析探讨了钢绞线索材截面几何参数选取对结构抗火性能的影响;结合结构抗火的全过程响应,进一步分析火灾作用下预应力钢结构的抗火性能及特点。     

预应力钢丝钢绞线的高温蠕变性能研究

高温蠕变对火灾下预应力钢结构和预应力混凝土结构的性能有重要影响。针对高温蠕变的特点,比较了预应力钢丝钢绞线的高温蠕变和蠕变率模型,并分析模型中温度和初应力对高温蠕变造成的影响。结果表明,进行火灾下预应力结构的预应力损失计算时,应当考虑高温蠕变的影响,并根据防火需要,计算合理的初预应力值,最终提高结构防火设计的安全性。     

预应力技术在成都双流机场航站楼钢网壳结构中的应用

通过现场钢结构及周边预应力柱测试，明确预应力对结构的约束，拓宽了预应技术在钢结构领域中的应用范围。     

大跨度建筑钢结构抗火性能研究进展与趋势

大跨度建筑空间大,火灾升温区别于小室火灾.大跨度建筑钢结构体系不同于多高层梁柱框架钢结构体系,其火灾下力学响应更加复杂.如何科学地评价大跨度建筑钢结构,特别是空间杆系钢结构和预应力张拉钢结构的抗火性能,受到了科研和工程技术人员越来越多的关注.简要回顾了大跨度建筑钢结构抗火的研究历程,论述了近年来大跨度建筑钢结构抗火研究...     

预应力混凝土梁板在桥下空间火灾时的温度场与预应力筋松弛研究

通过对预应力梁板在桥下空间火灾情况下的结构温度进行模型试验和数值模拟,获得了桥梁结构在火灾下和火灾后的瞬态温度场。基于该温度场,利用预应力钢筋高温蠕变的分析方法,进一步研究了梁板内钢束的预应力损失情况。实验研究与数值模拟表明:(1)桥下火灾时混凝土桥梁结构内部温度的变化时间远大于火灾时间,因此热-结构响应的分析时间应覆盖整个温度变化过程;(2)混凝土桥梁结构内的温度远小于火场温度,混凝土保护层对主筋(束)的强度和弹性模量有较好的抗火保护作用;(3)火灾后梁板预应力钢束将出现预应力损失,火场温度越高,预应力损失越大。可以在火灾时间与火场温度调查的基础上,分析火灾后的预应力损失,从而为灾后桥梁性能评估打下基础。     

火灾下预应力网架结构的力学性能

本文建立了考虑火灾升温和升降温作用下预应力网架结构力学性能的有限元模型,并对预应力网架的变形模式、预应力索拉应力随受火时间的变化规律进行了研究.结果表明,预应力网架经历升降温火灾后,残余变形较大,索中拉应力增加,因此对其进行火灾安全设计时应考虑降温阶段结构破坏的可能性.     

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

文章主要是阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后，展望了新世纪的预应力空间钢结构。     

现代预应力建筑钢结构的应用与发展

现代预应力钢结构具有结构性能好、经济实用、造型美观等优点,在国内得到了广泛应用。在对预应力钢结构发展回顾的基础上,结合典型工程,详细介绍了现代预应力建筑钢结构的主结构类型及特点,总结了主研究内容及方法,探讨了在理论研究、设计施工、产品研发等方面应关注和解决的问题。     

大跨度预应力钢结构拆除施工研究综述

大跨度预应力钢结构拆除施工是一个复杂的时变结构力学过程,尤其是预应力的解除可视作施加在拆除结构上的偶然荷载,将会给拆除施工带来较大的安全隐患。本文分析了预应力钢结构拆除施工的国内外研究现状,并针对一般结构与预应力结构的拆除施工进行了深入研究,提出大跨度预应力钢结构的拆除施工工艺路线,指出大跨度预应力钢结构拆除的关键技术问题,可为今后大跨度预应力钢结构拆除施工的研究提供借鉴和参考。     

基于高温下拉索力学性能的大跨度张弦梁结构抗火性能数值分析

基于高温下预应力拉索力学性能试验结果的分析,回归出可用于理论分析和数值计算的预应力拉索高温力学性能模型;基于实用大空间火灾空气升温模型和钢结构材料升温的真实时间历程,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立用于张弦梁结构抗火分析的数值模型。通过对大跨度张弦梁结构的抗火实例分析,研究结构的温度场分布、位移和应力特征。分析结果表明:在火灾作用下,张弦梁结构具有较好的空间协同工作性能;结构的抗火薄弱区域位于边榀附近,结构的变形呈现不对称特征;火灾下引起张弦梁结构产生较大变形的主要原因是钢材升温膨胀以及结构刚度和强度的降低;在文内设定的大空间火灾荷载作用下,该张弦梁结构是安全的。     

预应力钢结构的内蕴能量和可靠度

介绍了采用高强钢构件的预应力钢结构的基本原理,这种预应力钢结构具有很大的内蕴能量。提出在设计中应注意的一些问题及应进一步对其进行可靠度分析。     

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望探究

随着钢结构技术的不断发展,钢结构的应用也越来越多种多样,在工业建筑行业应用十分广泛,比如采用预应力技术用以改善大跨度空间的内里峰值和结构刚度,是一种新型的建设体系。本文主要分析预应力大跨度空间钢结构原理,阐述了预应力大跨度空间钢结构的应用与展望。针对阐述了预应力大跨度空间钢结构的应用,提出自己的观点,以供参考。以期通过本文对预应力大跨度空间钢结构的应用探究,从而使钢结构技术应用不断的完善和发展。     

预应力钢结构技术发展及应用

1预应力钢结构技术简介在钢结构设计、制造、施工、加固工程中,人为地在承重结构体系内引入与外荷载应力符号相反的预应力,以改善结构的承载特性,充分利用材料强度幅值或在主承重结构中引入预张力以使全部构件能够抗压或成型的,称为预应力钢结构或预应力加固钢结构。由于预应力钢结构的科学性和先进性,对其研究和应用已从实腹梁、桁架等领域扩展到刚架、悬索结构、大跨空间结构、塔桅结构、高层建筑、桥梁、起重设备结构、储液库和大直径高压管道结构等领域。近几年的工程实例有：悉尼棒球馆、深圳展览中心预应力钢结构、国家体育馆、…     

预应力空间钢结构在我国的实践与展望

预应力空间钢结构是20世纪建筑结构学科中的重大成就.作者介绍了这类结构的发展过程及特点,对近些年来在我国建造的一批预应力空间钢结构工程的结构类型、预应力特征和经济指标作了简介,并对其在我国工程实践中的成绩、问题和前景作了阐述.     

编者的话

本期是钢结构抗火专辑,向读者介绍国内外钢结构抗火研究的最新进展。新加坡钢结构协会会长J Y Richard Liew在“火灾下钢结构的性能与高等分析”中提出用一种非线性有限元模拟构件,以真实表达整体结构在火灾状态下的非线性行为,对火灾下的结构进行性能分析。实验是进行钢结构抗火研究的一种有效     

预应力技术在钢结构与空间结构中的应用与发展

最近十几年来，我国建造了许多应用预应务技术的钢结构和空间结构建筑，其中一些颇具代表性，1990年后，随着大跨度公共建筑兴建的需要，预应力技术与空间钢结构相结合，创造出多种新结构体系，预应力技术也在上述结构中得到发展与创新。     

弦支结构体系研究进展

在阐述预应力钢结构发展历程的基础上,根据预应力钢结构中构件类型组成,将预应力钢结构分为刚性、刚柔混合和柔性三种预应力钢结构类型,其中刚柔混合预应力钢结构中的弦支结构是一种典型的预应力钢结构,是目前应用最广泛的结构体系之一。对于预应力钢结构的核心构件——拉索的温度线膨胀系数,建议今后工程设计时采用以理论分析和试验研究为基础的数据,即钢丝绳、钢绞线、半平行钢丝束三种索材的线膨胀系数值分别为1.92×10-5,1.38×10-5,1.87×10-5/℃。在分析弦支结构体系概念的基础上,将其分为平面弦支结构、可分解的空间弦支结构和不可分解的空间弦支结构三类,并对弦支结构体系中拉索的数值模拟理论进行了总结分析。随后分别针对三种弦支结构类型,对其发展历程、结构构成、结构特点以及工程应用进行了分析总结。     

高性能钢结构若干重要概念及实现方法

介绍了高性能钢结构若干重要概念,指出高性能钢结构应满足承载性好、承灾性好和施工性好要求。而承载性好的钢结构应在确定的条件下具有较好的使用功能和较大的承载能力;承灾性好的钢结构应在罕遇的大地震下不发生整体结构倒塌,以及在可能发生的火灾、爆炸作用下产生的结构局部破坏不会引起结构的连续性倒塌;而施工性好的钢结构应便于制作与安装,减少施工工期与成本。还提出了高性能钢结构相关重要概念的实现方法,指出高承载性钢结构可以从采用高强结构钢材料、高承载结构构件和高效结构体系3个方面加以实现;另将传统钢结构地震下易屈服的构件(部件)替换为消能-承载双功能构件是提高钢结构抗震性能的有效方法,而加强结构的整体性(包括保证楼板的整体性和刚度、保证梁柱连接的强度和转动能力、加强角柱和边柱等),可以大大提高钢结构抵抗火灾、爆炸、撞击等偶然作用下抗连续性倒塌的能力;此外通过采用轧制型钢构件、现场螺栓连接可提高钢结构的施工性,并可通过抗侧结构与承重结构分离的方式提高钢结构现场螺栓连接的可实现性。     

预应力薄壁轻型钢结构缺陷可靠性研究

本文对预应力薄壁轻型钢结构存在缺陷状况下的应力特性进行了分析,通过使用结构极限状态方程和应力强度干涉理论,确定了预应力薄壁轻型钢结构一般情况下的可靠性。通过分析几何缺陷钢结构的抗力概率分布,总结出存在缺陷的预应力薄壁轻型钢结构的可靠性计算方法。