钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法(II)

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第二部分。     

钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法(Ⅰ)

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第一部分。     

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。     

三面及四面受火钢骨混凝土柱的耐火性能

在标准火灾条件下进行钢骨混凝土柱的耐火试验。以几何尺寸、三面或四面受火、荷载大小及偏心为参数,研究其对钢骨混凝土耐火性能的影响。结果表明:钢骨混凝土柱三面受火条件下的耐火性能高于四面受火;载荷比和荷载偏心的影响可以忽略;混凝土的剥落降低了柱耐火性能。将试验结果与现有规范进行对比可知,某些条件下,按规范计算的耐火性能可能偏高。     

钢骨再生混凝土的耐火性能研究

研究了再生混凝土物理性能、高温性能、热工性能对钢骨再生混凝土耐火性能的影响,研究结果表明,钢骨再生混凝土具有良好的耐火性能.以此为基础,计算分析了钢骨再生混凝土中钢骨的耐火时间,指出钢骨再生混凝土的耐火极限大于钢骨普通混凝土,有利于建筑抗火.     

钢骨混凝土偏压柱抗火极限承载力分析研究

国内外关于钢骨混凝土柱的抗火性能试验和理论研究非常少。本文采用有限元方法对钢骨混凝土偏压柱的抗火性能进行研究,首先以相关试验数据对分析理论与计算程序的可靠性进行验证。在此基础上,在标准火灾升温作用下用数值计算方法对钢骨混凝土偏压柱的混凝土强度、钢骨强度、钢骨含钢率、长细比、偏心率、截面尺寸和受火时间等高温极限承载力影响参数进行'计算分析,并分别给出了拟合计算式,可供钢骨混凝土偏压柱抗火设计参考。     

钢骨混凝土轴压柱抗火极限承载力计算

提出了在标准火灾升温作用下钢骨混凝土轴压柱极限承载力与变形的计算方法,通过试验对计算方法进行了验证。在此基础上,对混凝土强度、钢骨强度、钢骨含钢率、截面尺寸和受火时间等承载力影响参数进行了计算分析,并分别给出了拟合计算式,可供钢骨混凝土柱抗火设计参考。     

矩形钢管混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法

进行了8个轴心受压或偏心受压矩形钢管混凝土柱,按ISO—834和GB/T9978—1999规定的标准升温曲线升温作用下耐火极限的实验研究。实验结果表明,截面尺寸和防火保护层厚度对构件耐火极限的影响较大,而荷载偏心率的影响则相对较小。分析结果还表明,国家规范GB50045—95中钢结构柱防火保护层厚度的确定方法不适合于矩形钢管混凝土柱。在大规模参数分析结果的基础上,提出了矩形钢管混凝土柱耐火极限及防火保护层厚度的简化计算公式,公式的计算结果与数值计算结果和实验结果均吻合较好,且总体上偏于安全。本文的研究成果可为有关矩形钢管混凝土工程进行抗火设计时提供参考。     

钢筋混凝土剪力墙耐火性能及抗火设计

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑结构中的重要构件,深入研究其耐火性能并进行合理科学的抗火设计至关重要。为此,简要回顾了钢筋混凝土剪力墙火灾下力学性能的研究现状,介绍了Eurocode 2、BS 8110-2、ACI 216R-89、AS 3600-2001、NS 3473E-1992、NZS 3101、GB 50045—95和GB 50016—2006规范的有关设计要求,探讨了钢筋混凝土剪力墙耐火性能及抗火设计的若干问题。     

混凝土柱耐火极限综述

根据混凝土柱在现代结构中的重要性,对各类型混凝土柱耐火极限研究的国内外现状进行了论述,并对混凝土柱的未来发展方向做了展望,对以后学者的研究起到一定的借鉴作用。     

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。     

现代钢结构抗火设计方法

文章论述了火灾对负结构的危害和钢结构抗火设计的目标与意义，基于高温承载力极限状态验算的思想，文章阐述了现代钢结构抗火计算与设计方法，并通过试验验证了这一方法的科学性、合理性与有效性。     

三面受火型钢混凝土柱耐火性能有限元分析

在实际火灾中,结构中的柱有可能处于三面受火状态,由于受火边界的差异,其耐火性能与四面受火的情况有所不同。在试验研究的基础上,为进一步深入认识三面受火型钢混凝土(SRC)柱的耐火性能,采用ABAQUS有限元软件建立了三面受火SRC柱的非线性有限元模型,对三面受火SRC柱的破坏过程及机理进行了数值模拟,计算结果与实验结果吻合较好。利用该模型对影响三面受火SRC柱耐火极限的主要参数荷载比及偏心率进行了分析。结果表明,对于偏心受压三面受火型钢混凝土柱,偏心率小于0.2,耐火极限随着偏心率的增加而减小;偏心率大于0.2,耐火极限随着偏心率的增加而逐渐增大。荷载比小时偏心率对耐火极限的影响更大一些,总体上偏心率的影响不是太显著。荷载比对偏心受压三面受火型钢混凝土柱有显著影响。     

方形薄壁钢管混凝土柱的耐火性能研究

为研究薄壁钢管混凝土柱的耐火性能,进行4个方形薄壁钢管混凝土柱在标准升温曲线下的耐火试验。试验参数为荷载偏心率、是否设置加劲肋以及是否设置防火保护。基于试验结果,研究方形薄壁钢管混凝土柱在高温下的破坏模态、温度场分布和耐火极限,并将其耐火性能和普通钢管混凝土柱进行比较。试验结果表明,方形薄壁钢管混凝土柱具有较好的耐火性能。     

典型受火方式下型钢混凝土异形柱耐火极限研究

应用有限元软件ABAQUS建立型钢混凝土柱数值模型,研究4种典型受火方式下SRC异形柱的耐火性能,探讨各因素对SRC异形柱耐火极限的影响。结果表明:矩形柱耐火性能优于异形柱;对于任意截面的SRC柱,耐火极限均随荷载比的增大而减小,且矩形和L形SRC柱在高荷载比时下降更多;荷载比较小时L形柱的耐火性能优于T形柱,荷载比较大时T形柱的耐火性能优于L形柱;实腹式配钢SRC柱的耐火性能优于空腹式。研究结果可为SRC异形柱的抗火设计提供依据和参考。     

异形钢管混凝土柱的耐火性能研究

建立圆形、正方形、圆端形、六边形钢管混凝土柱在火灾下的有限元模型,利用现有试验结果验证有限元模型.基于该模型,研究保护层种类、保护层厚度、截面形状和截面周长等参数对钢管混凝土柱耐火极限的影响.分析表明,试件耐火极限随着保护层厚度和截面周长的增加而增大.厚涂型涂料的防火效果优于砂浆的防火效果.在长细比和截面周长相同的情况...     

基于普通计算模型的组合结构抗火设计方法的发展

本主要研究了普通计算模型在结构抗火设计中的应用。计算机模拟为评价承载的组合构件的耐火极限提供了新的可能性。通过三个例子证明了计算机模拟比传统的用抗火试验的方法来进行结构抗火设计要好很多。第一个例子阐述了用于组合柱抗火设计的新的设计表格的形成．第二个例子是关于新型薄板梁体系的应用，最后介绍了一种组合构件抗火设计的新方法。     

耐火钢柱的抗火性能参数分析与抗火临界温度估计

本文利用ANSYS有限元分析软件所建立的火灾升温条件下耐火钢柱的非线性有限元分析模型，进行了大量的参数分析，研究各种参数的变化对耐火钢柱抗火临界温度的影响，进而提出耐火钢柱抗火临界温度的简便估计方法。最后通过算例介绍了本文方法的使用。并验证了方法的可靠性。     

相对两面受火方钢管混凝土耐火极限

方钢管混凝土柱的抗火性能与设计是其在工程实践中的关键问题之一,因而众多国内外学者对此进行了研究。但是,现有研究及其成果和现行规范或规程大多假设其四面均匀受火,而实际火灾中方钢管混凝土柱也可能存在单面、两面及三面等非均匀受火边界。受火边界的改变,使非均匀受火的方钢管混凝土柱受力机制和抗火性能与四面受火情况有所不同。为此,研究了一种典型非均匀受火边界,即相对两面受火条件下方钢管混凝土柱的抗火性能,在大量参数分析的基础上,提出了相对两面受火时方钢管混凝土承载力影响系数的简化公式,可用于评估该火灾条件下方钢管混凝土柱耐火极限,以供工程实践参考。     

三面受火高强混凝土柱耐火极限研究

编制了三面受火高强混凝土柱高温全过程分析程序,程序的有效性得到试验数据的验证.利用该计算程序,分析了截面尺寸、轴压比、配筋率、计算长度和荷载偏心率等参数对ISO 834标准升温过程作用下三面受火高强混凝土柱耐火极限的影响规律.针对三面受火高强混凝土柱的不同截面尺寸、轴压比、配筋率、计算长度和荷载偏心率共4800种工况进行了高温反应分析.在此基础上,定量给出了该类构件耐火极限的实用计算方法.结果表明:严格控制轴压比和偏心率是提高三面受火高强混凝土柱耐火极限的有效措施.