混凝土结构温度作用研究进展

在当前日益增多的大跨、高耸、薄壁等混凝土结构中,温度作用常常会使结构产生较大的应力,温度应力会引起结构开裂,从而影响结构的正常使用,甚至会导致结构破坏.文章首先介绍了温度作用的特点及温度荷载的分类、影响因素和温度场的3种计算方法,然后给出了一些典型结构(如箱梁)温度分布的简化计算公式及各国规范中有关温度作用的规定,最后分析了温度作用对混凝土结构的影响,并对混凝土结构温度作用的研究方向进行了展望.     

超长混凝土结构在使用阶段温度应力下的裂缝控制

温度变化对超长混凝土结构的变形和内力存在较大的影响.结合鲁南高铁临沂北站站前广场项目,介绍了超长混凝土结构使用阶段温度应力的等效温差计算方法.利用有限元软件分析了降温温差作用下的结构内力,探讨了温度变化对超长混凝土结构的影响.根据计算结果及其结构特点,特选用缓粘结预应力技术控制温度裂缝,同时介绍了本项目其他抵抗温度应力的措施.结果表明:在使用阶段,随着结构降温温差的增大,超长结构最大温度应力呈线性增长.控制后浇带闭合时间和施加预应力是有效控制温度应力的方法.     

浅谈混凝土的施工温度与裂缝

在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性.文章对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行了分析.     

混凝土温度变形的热源及热传递机理浅析

混凝土结构温度变形性能在大体积混凝土及超长结构中非常重要,研究混凝土材料的温度变形性能有必要清楚其温度变形产生的本质.分析了引起混凝土材料温度变形的热量来源及其对工程结构的不利影响,探讨了不同物态物质的热传递机理及导热系数的主要影响因素,以便于研究水泥基材料温度变形的热传递机理.结合水泥基材料的三相组成特点,指出必须综合考虑传导、对流和辐射的热传递特点,并将之与统计学原理结合起来加以研究.     

高温下自密实混凝土的瞬态应变

针对掺加聚丙烯纤维的自密实混凝土,进行了温度应变、自由膨胀应变和高温徐变的试验研究以及差热及热重分析、环境扫描电镜和汞压力测孔法试验.分析了温度和应力水平对自密实混凝土瞬态应变的影响;结合微观结构的变化特征,研究了自密实混凝土的瞬态应变发展规律及其产生机理.结果表明,温度与应力水平是影响自密实混凝土瞬态应变的主要因素;自由膨胀应变与温度呈非线性关系;混凝土微观孔隙结构的变化是产生自密实混凝土瞬态应变的内在因素.     

混凝土温度裂缝产生的原因及防治措施

结合钢筋混凝土在工程中的广泛应用,基于混凝土裂缝的危害,论述了温度对混凝土裂缝的影响,提出了控制混凝土温度裂缝的措施,以解决混凝土结构的温度裂缝,延长混凝土工程的使用寿命.     

大体积混凝土施工温度监测及其温度应力分析

早期混凝土受自身水化温升和外界环境温度的影响易于产生温度裂缝.监测大体积混凝土浇筑过程巾温度的变化是工程检测的重要工作.通过试验室足尺混凝土试验进行混凝土施丁前的温度的观测,南温度结果分析得出适宜的施工工艺.对调整施工工艺后的结构混凝土进行温度观测及温度应力分析表明,调整后的施工工艺明显降低了混凝土的温度及应力,该工程中大体积混凝土温度符合工程的要求和标准.     

低温条件施工对水泥混凝土路面质量的影响

水泥混凝土路面是典型的板状结构,浇筑时混凝土的温度、基层温度、模板温度、环境温度、相对湿度以及风速等对混凝土的浇筑、压实、饰面以及长期路用性能影响较大.低温条件对早期混凝土质量如工作性、凝结时间和早期强度以及体积稳定性和耐久性的影响不可忽视.在总结低温条件对混凝土质量影响的基础上,认为控制混凝土的浇筑温度和浇筑后数日的养护温度对路面的长期性能至关重要.对目前通常采用的控制混凝土浇筑时温度的措施如改善配合比、提高混凝土组分温度、掺加特种外加剂和采取合理的养护措施等作了详细介绍.     

超长钢筋混凝土结构楼板温度应力分析

目前,超长混凝土结构在建筑设计中越来越多地被采用,温度应力是超长结构计算分析的一个至关重要的因素.通过温度作用间接效应分析,计算超长结构在温度影响下产生的温度应力,并根据温度应力计算配筋,与结构荷载效应组合,解决由于超长混凝土地下室结构温度应力的影响问题.     

用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力

温度应力是混凝土桥梁开裂的主要因素,曾造成多座预应力混凝土桥梁结构严重损害,所以在进行桥梁结构设计时,必须考虑温度应力的影响.本文在分析桥梁结构温度应力基本特点和ANSYS软件特性的基础上,利用ANSYS软件及其提供的二次开发工具开发了一个计算模块,实现了桥梁结构温度应力的求解.     

某商城火灾后钢筋砼结构损伤分析

对某商城火灾后钢筋砼结构的损伤情况进行综合分析和统计,采用超声-回弹法研究高温后混凝土的残余强度,分析了其结构损伤程度包括残余强度、炭化深度随火灾延烧时间的变化规律,对火灾后混凝土强度的评估分析具有一定的参考价值。     

轴心受压双钢管混凝土柱火灾后剩余承载力的研究

研究了双钢管混凝土柱耐火承栽力以及火灾后的剩余承载力。通过选取合适的钢材与混凝土热工性能模型。在有限元程序中模拟了ISO-834标准火灾升温曲线下双钢管混凝土柱的截面升温过程。得出了截面温度场分布以及不同部位的升温过程曲线。在此基础上结合钢管、混凝土高温下以及高温后的应力-应变本构模型分别对高温下与高温后轴心受压双钢管混凝土短柱进行了受力全过程数值分析,得到了高温下（后）轴心受压双钢管混凝土短柱的受力特点。     

SRC和RC柱耐火性能和抗火设计的若干问题探讨

扼要介绍了影响型钢混凝土SRC和RC钢筋混凝土柱耐火极限的可能因素主要有截面尺寸、构件长细比、火灾荷载比、截面配筋率、截面含钢率、荷载偏心率、截面高宽比、钢材和混凝土强度等的几何参数、物理参数和荷载参数等对SRC和RC构件.构件耐火极限的影响规律,探讨了SRC和RC柱耐火性能和抗火设计中的若干问题。     

钢筋混凝土火灾下热湿耦合热过程研究

对钢筋混凝土在火灾高温作用下热湿迁移机理进行分析,提出了混凝土在高温作用下热湿热递模型,通过数值模拟和实测数据分析,表明模型基本能反映混凝土在火灾作用下的实际过程。     

GFRP筋混凝土梁耐火性能计算方法

通过GFRP筋混凝土梁耐火性能的理论分析与有限元计算,提出GFRP筋混凝土结构耐火性能的计算方法。在合理选择GFRP和混凝土材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立三面受火的GFRP筋混凝土梁的高温热力学模型。经与GFRP筋混凝土梁火灾试验结果的对比验证,该高温力学模型具有较高的精确性。对影响GFRP筋混凝土梁高温力学性能的各参数进行有限元分析,结果表明,影响梁耐火性能的主要因素为梁上作用的荷载比、GFRP筋在混凝土截面的位置和受火时间。参考欧洲规范钢筋混凝土抗火性能的设计方法,提出GFRP筋混凝土构件基于力学性能的耐火设计公式。通过混凝土500℃等温线简化受火面积和GFRP筋高温强度等效换算的方式,将火灾下截面的非均匀材料力学性质转变为随受火时间变化的均匀材料,提出了不同受火时刻GFRP筋混凝土受弯构件的承载力计算式。经与有限元分析结果的对比,该计算方法精度较高,可应用于评估不同受火时刻下GFRP筋混凝土的高温承载力。     

高温下影响混凝土构件稳定性的若干因素

结合工程实例，对混凝土构件在火灾作用下的不同反应进行了分析，归纳了高温作用下影响混凝土构件稳定性的若干因素，并提出混凝土构件设计中提高稳定性和改善燃烧性能的具体方法，对于提高混凝土构件防火灾、抗火灾、延长抗火烧时间、减小损失具有一定意义，对建筑结构的耐火构造设计，具有参考借鉴作用。     

The behaviour of reinforced concrete slabs in fire

In this paper a robust model is presented based on the previous layer procedure developed by the author to also take into account the effects of concrete spalling on the behaviour of concrete slabs under fire conditions. In this study, a detailed analysis of a uniformly loaded reinforced concrete slab subject to different degrees of concrete spalling under a standard fire regime is first carried out. Further, a series of analysis of floor slabs with different degrees of concrete spalling is also performed on a generic reinforced concrete building. A total of 16 cases have been analysed using different degrees of spalling on the slabs, with different extents and positions of localised fire compartments. It is clear that adjacent cool structures provide considerable thermal restraint to the floor slabs within the fire compartment. And it is evident that the compressive membrane force within the slabs is a major player in reducing the impact of concrete spalling on the structural behaviour of floor slabs in fire.     

火灾后混凝土结构检测鉴定与加固设计

建筑火灾的发生直接危害人类的生命财产,同时对建筑结构本身产生不利影响。钢筋混凝土结构在遭受火灾后,结构材料性能发生变化,受损构件的承载力、变形、耐久性、抗震性能受到不同程度的削弱,混凝土结构的可靠性大大降低。因此,火灾后混凝土结构检测鉴定和加固设计成为亟待解决的实际问题。文章结合工程实例,介绍火灾后现场调查、检测鉴定以及加固设计,为日后实际工程提供参考。     

高温后静置混凝土力学性能试验研究

混凝土经高温、冷却并静置若干时间后,其主要力学性能指标将随着静置时间发生变化。本文综合考虑受火温度、冷却及养护方式和静置时间等因素的影响,通过大量试验,研究了高温后静置混凝土的抗压强度、弹性模量和应力-应变关系等力学性能随上述各因素的变化规律,给出了各力学指标的拟合回归公式,分析了高温后静置混凝土抗压强度达最低值的时间,提出了混凝土结构火灾后实施补强加固的合理时间。高温后静置混凝土的力学性能变化明显,为火灾后建筑结构的鉴定提供了理论依据。     

Advanced model for predicting the fire response of concrete filled tubular columns

In this work, a nonlinear finite element three-dimensional model is presented and validated in order to study the behaviour of axially loaded concrete filled tubular (CFT) columns with circular cross-section exposed to fire. A realistic sequentially coupled nonlinear thermal-stress analysis is conducted for a series of columns available in the literature. The model is validated by comparing the simulation results with the real fire resistance tests. By means of this model, and extensive sensitivity analysis is performed over a wide range of aspects concerning the finite element modelling of the problem under study, including new key factors not studied previously. Based on this sensitivity analysis several modelling recommendations are given in this paper, which will be useful for future research work. The validated numerical model is furthermore employed to study and discuss the Eurocode 4 Part 1–2 simple calculation model, which is deeply analysed in this paper.