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。     

火灾高温下耐火保护钢梁设计荷载的分析

研究了火灾高温环境下耐火保护钢梁温度和结构的变化,运用有限元软件ANSYS模拟不同涂料厚度的耐火保护钢梁在标准温升模型、慢速和快速温升BFD模型3种温升曲线下,荷载作用不同时的最大挠度值,并与Robertson-Ryan准则中的最大挠度值比较,确定耐火保护钢梁的设计荷载值。结果表明,采用标准火灾模型代替自然火灾模型确定的设计荷载是不安全的;钢梁最高温度越高,设计荷载越低;随着涂料增厚,温升速率的改变对设计荷载值的影响逐渐明显。     

火灾下蜂窝钢梁腹板屈曲性能研究

通过有限元方法研究火灾下无防火保护蜂窝钢梁孔间腹板屈曲性能及屈曲温度。首先采用有限元传热分析,获得标准火灾下无防火保护蜂窝梁不同受火时刻的三维有限元温度分析结果,然后采用有限元受力分析确定三维有限元温度分析结果下蜂窝梁孔间腹板的受力性能和屈曲温度。传热分布结果表明,开孔后增加了孔洞周边厚度方向上腹板与空气间的热量交换,使得腹板升温速率明显大于翼缘。火灾下结构受力分析结果表明,由于钢材的力学性能随温度升高而降低,而且中心腹板升温速率快使蜂窝梁更易发生孔间腹板屈曲破坏。蜂窝梁的屈曲温度随孔间距及腹板厚度的增大而增大。通过对采用三维有限元温度分布与均匀温度分布的蜂窝梁进行对比分析,结果表明,由于不均匀温度分布使得沿腹板高度产生附加热应力,从而使得孔间腹板屈曲变形增大。     

隧道衬砌耐火性能现场火灾试验

<正>希腊研究人员开展了隧道衬砌耐火性能的现场火灾试验研究。在火灾荷载作用下,混凝土容易剥落,导致隧道结构倒塌。设计和制造的移动炉单元,能够重现目前已有的时间-温度火灾曲线状态。采用最严格的RWS火灾曲线(最高温度1 350℃)试验验证了隧道现场火灾试验,对隧道     

火灾作用后钢管混凝土柱-钢梁节点滞回性能试验研究

进行了外加强环板型钢管混凝土柱-钢梁节点在恒定轴压力和水平往复荷载作用下的滞回性能试验研究,考察了试验参数,如柱截面形式(圆形和方形截面)、受火时间、梁柱线刚度比和轴压比等对该类节点的延性和耗能指标的影响规律,并对该类节点火灾后的节点刚性和节点域剪切变形性能进行了分析。试验结果表明,本次试验的节点层间位移延性系数μ=2.723~7.856,弹性极限层间位移角θy=1.64[θe]~4.39[θe],弹塑性极限层间位移角θu=1.15[θp]~3.06[θp],等效粘滞阻尼系数ξeq=0.2266~0.3358,故可认为,本文试验参数范围内的该类节点试件都具有良好的抗震性能;此外,火灾后该类节点仍可视为刚性节点,且可不计节点域剪切变形对结构变形的影响。     

局部受火钢管混凝土柱耐火性能试验研究

<正>新西兰研究人员对局部受火的钢管混凝土柱的耐火性能开展了试验研究。柱高3.2 m,受火区为柱中部2 m,试验考虑因素包括填充混凝土类型(普通混凝土、钢筋混凝土、钢纤维混凝土)、约束条件(两端固定约束、一端铰接一段固定约束)、耐火试验时施加的荷载大小。研究结果表明:局部受火的钢管混凝土柱的耐火性能与全高度受火     

真实火灾下足尺冷成型钢复合剪力墙结构耐火性能试验研究

冷成型钢复合剪力墙结构采用冷成型钢管混凝土边柱、半刚性连接节点、组合楼盖体系和外填充式夹心组合墙体等构件,具有整体连接性强、抗震性能优越等优势.其耐火性能研究是该结构在我国推广应用的研究重点之一.为此,建造了3栋平面尺寸为7.2m×7.2m、层高3m的单层冷成型钢复合剪力墙结构模型房屋,并对其进行了不同火灾工况下的足尺...     

碳氢火灾下钢桁-混凝土组合梁耐火试验研究

为研究钢桁-混凝土组合结构桥梁的耐火性能，开展了三榀简支下承式钢桁-混凝土组合模型梁的碳氢火灾试验。采集测点的时变温度，获得模型梁的温度场和传热模式；分析关键断面挠度变化规律和模型梁的破坏模式，揭示热-力耦合作用下的结构响应和破坏机理。研究结果表明：热-力耦合作用会使混凝土桥面板产生大量裂缝，并从中释放水蒸气，在裂缝较少的区域则会出现由于混凝土内部水蒸气压力过大导致的混凝土爆裂现象；混凝土板的隔火作用会使模型梁的温度场呈现出显著的分层现象，并在主桁斜杆高度方向上引起显著的温度梯度效应；横、纵梁下翼板会阻隔部分火焰，形成热辐射盲区，呈现出干扰式传热效应；模型梁的挠度历程可分为初增、缓增和急增3个阶段，当跨中挠度达到L/28后，难以持荷，可认为模型梁达到极限状态，表现为大挠度破坏；当外荷载水平降低10%、模型梁桁架高度增大25%时，分别可将耐火时间提高44.7%和33.3%。建立了经耐火试验验证的热-力-结构耦合数值分析模型，提出了针对钢桁-混凝土组合梁的四阶段损伤-破坏路径及其特征。     

新夹心楼板耐火性能及火灾修复后抗弯性能试验研究

对一种新型夹心板的耐火性能及火宅修复后楼板的抗弯性能进行试验研究,试件的耐火性能主要体现在构件的承载力、完整性和隔热性上.基于试验结果,重点分析夹心板的耐火极限和加固试件的承载力、变形能力、破坏形态和破坏机理等,得出板材在弹性、带裂缝、破坏阶段的钢丝网架和混凝土之间的相互作用,从而得到楼板在破坏时的最大承载力.结果表明...     

火灾下钢梁悬索效应分析研究

为了研究高温下钢梁的大变形性能．本文使用ABAQUS有限元程序建立了分析模型。通过与有关的试验结果对比，验证了有限元分析程序计算的准确性和可靠性。在利用程序进行大量参数分析，包括跨度、应力比、边界条件、温度分布等参数分析的基础上,发现梁的水平支撑对其抗火承载力有很大的影响。为了在实际设计中应用钢梁的悬索效应，本文导出了计算钢梁变形和悬索力的简化计算方法。     

考虑约束效应的Q460钢梁耐火性能研究

为获得Q460钢梁在约束效应和火灾耦合作用下的耐火性能,考虑荷载比和轴向约束刚度对钢梁耐火性能的影响,完成了3个约束Q460钢梁瞬态试验,得到了钢梁侧向位移、挠度和轴力与Q460钢梁温度的关系曲线。对约束Q460钢梁开展有限元分析,得到了荷载比、轴向约束刚度、转动约束刚度和截面高宽比对钢梁临界温度的影响规律。研究结果表明：约束Q460钢梁在横向荷载和附加轴力联合作用下,一般发生弯扭屈曲破坏;悬链线效应温度与临界温度相差不大;荷载比和转动约束刚度对约束Q460钢梁的临界温度影响显著;临界温度随转动约束刚度的增加而增加,转动约束刚度从无转动约束增大到5EI/L时,钢梁临界温度升高约34%,临界温度随荷载比的增加而降低,荷载比从0.4增大到0.9时,钢梁临界温度下降约26.5%;轴向约束刚度和截面高宽比对临界温度的影响程度较小,临界温度随轴向约束刚度的增大而降低,随截面高宽比的增大而升高。     

柔性连接钢梁火灾行为的试验研究

对4个H型钢梁试件进行了火灾试验研究。H型钢梁端部采用柔性连接的梁柱节点形式,探讨了H型钢梁在火灾作用下的变形、温度内力和梁的外表面温度分布,并给出了荷载和跨度对采用柔性连接节点形式的H型钢梁抗火性能的影响。为柔性连接钢梁火灾行为的理论研究提供了依据。     

火灾作用下钢梁抗弯强度可靠度的计算方法

火灾作用下,温度不断升高使钢材的屈服强度发生弱化,承载力减弱,导致钢结构梁可靠度发生变化。利用钢梁抗弯强度计算公式,建立不同温度下钢梁抗弯可靠度的极限状态方程。采用Rackwitz-Fiessler方法进行钢梁抗弯可靠度指标的计算。对多个温度作用下的普通钢和耐火钢钢梁的抗弯可靠度指标进行计算。     

马钢耐火钢高温下材料性能试验研究

为了得到高温下耐火钢的材料特性,对马钢集团开发的耐火钢在高温下的力学性能进行了试验研究。通过高温下的恒温加载拉伸试验,得到不同温度下耐火钢的屈服强度、极限强度、延伸率、面缩率和应力-应变关系,并测定高温下耐火钢的热膨胀系数,采用悬丝耦合共振法测定高温下耐火钢的初始弹性模量。试验表明,马钢耐火钢在600℃时的屈服强度大于常温下的2/3,弹性模量大于常温下的3/4。通过对试验结果的分析,拟合得到耐火钢的各力学指标参数随温度变化的计算公式,这些公式可用于耐火钢结构抗火性能的分析与设计。     

耐火性能试验炉

英国某测试认证机构近期为澳大利亚提供了一款新型耐火性能试验能炉。该耐火性能试验炉获得了澳大利亚国家检测机构协会(NATA)、墨尔本耐火性能实验室与消防安全顾问办公室的认证。该炉为澳大利亚第一台耐火性能试验炉,适用于全尺寸试验,炉容量大,可测试水平结构与垂直结构样本的耐火性能。     

火灾下常规岛钢结构厂房的耐火性能及破坏机理研究

为了分析常规岛厂房结构在局部火灾作用下的破坏规律,考察结构在火灾作用下的反应规律,基于ABAQUS有限元软件建立了钢结构厂房的数值分析模型,分别对厂房不同火场位置的结构破坏形态进行了数值模拟分析。计算了局部火灾条件下结构的变形与破坏过程,分析了结构在火灾和荷载共同作用下的薄弱层位置,探讨了火灾作用下局部结构的破坏对整体结构的影响范围与因素,并给出了引起这种破坏规律的原因。     

EVG-3D墙板耐火性能及火灾加固后的抗震性能试验研究

介绍一种新型墙材——EVG-3D墙板。通过火灾试验以及火灾墙板加固后进行拟静力试验,研究墙板的耐火极限、火灾加固后的破坏形态、承载力、刚度、延性比、滞回耗能等性能。通过计算分析墙体的抗剪承载力,表明火灾加固后的墙板仍具有良好的抗剪性能,可作为承重墙使用。     

火灾作用下钢梁截面选择设计的实用方法

在火灾作用下,火灾高温会使钢构件破坏甚至造成结构的倒塌.目前,国内外绝大多数钢构件抗火设计都是按照强制性的建筑防火规范的要求进行设计验算,然后通过涂覆防火涂料来满足规范规定的耐火极限,但是采用涂覆防火涂料来满足构件耐火极限的方法存在很多缺点.通过对国内外相关研究进行分析,介绍了采用增大钢构件截面尺寸来满足构件耐火极限的方法,提出了在火灾条件下满足耐火极限的钢梁截面选择设计方法,并通过例子论证这种设计方法的有效性.     

叠层钢梁整体抗弯性能试验研究

为研究上、下层梁通过新型连接件叠合而成的叠层钢梁整体抗弯性能,设计一根3 m长的简支叠层拼合外伸钢梁。通过受弯试验,得到极限荷载、破坏模式、挠度、应变分布以及滑移与荷载的关系曲线。研究结果表明:新型连接件能有效传递叠层梁的层间剪力,采用连接件的叠层钢梁具有很好的整体受力性能;叠层钢梁试件的破坏形态为支座处梁局部屈曲破坏,连接件在整个加载过程中未发生明显变形,能够满足箱体建筑的设计需要。     

折线形钢梁受力性能试验研究

通过对不同坡度的折线形钢梁进行试验,分析了受力过程中折线形钢梁的破坏形态和变形特征,通过有限元软件对不同条件下折线形钢梁的受力进行了模拟。结果表明,有限元模拟结果和试验结果吻合程度较高,并采用力法对折线形钢梁水平推力进行理论分析,并将计算结果与有限元计算结果进行对比。结果表明,折线形钢梁最终的破坏形态为失稳破坏,设计时应注意对跨中截面进行加强,并验算平面外稳定性;支座水平位移对水平推力的影响较大,设计计算时可考虑释放一定的水平位移来减小水平推力,使结构体系的受力更加合理。