高层框-剪结构预应力预制空心楼板耐火试验研究

本文通过预应力预制空心楼板防火试验,测试预应力预制空心楼板在恒定的设计均布荷载作用下的变形和挠度情况,确定两种不同防火涂料涂层厚度的预应力预制空心楼板的标准耐火极限时间。     

方钢管混凝土组合柱抗火性能分析

利用ABAQUS有限元软件,采用顺序热力耦合分析方法,建立方钢管混凝土组合柱耐火性能的有限元分析模型,并通过试验验证模型的可靠性。在此基础上,对影响方钢管混凝土组合柱耐火极限的主要因素进行深入分析。结果表明:混凝土的截面面积、荷载比、长细比及防火保护层厚度是影响组合柱高温下受力性能的重要因素。在有效的防火保护下,组合柱能承担更大的轴向力,比圆截面、方截面柱更具优势;荷载比越大,组合柱耐火极限越低,轴压比小于0. 5时影响更为显著。     

圆钢管及钢管混凝土柱的抗火设计

分别对圆钢管、钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土柱进行了抗火设计,并对结果进行比较分析。结果表明,在较高荷载比下柱的耐火极限不能满足实际要求,必须进行防火保护。在相同条件下,耐火极限从大到小排序为:圆钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土、钢管柱。在一级耐火等级下,钢管混凝土柱和中空夹层钢管混凝土柱需要厚涂型钢结构防火涂料的厚度可比钢管柱分别少55%和18%以上。随着荷载比的减小或截面尺寸的增加,柱的耐火极限提高,需要的保护层厚度减小。对于钢管混凝土柱,若采用水泥砂浆保护层,其厚度是防火涂料的3倍及以上。     

压型钢板组合楼板耐火性能探讨

通过对压型钢板组合楼板临界温度和升温时间的探讨,分析组合楼板的耐火性能,通过试验数据和理论计算,验证了台湾钢结构同行提出的只要组合楼板的混凝土厚度达到150mm即可不用楼承钢板防火涂料的说法,达到降低造价促进压型钢板组合楼板应用和发展的目的。     

压型钢板组合楼板耐火性能探讨

通过对压型钢板组合楼板临界温度和升温时间的探讨,分析组合楼板的耐火性能,通过试验数据和理论计算,验证了台湾钢结构同行提出的只要组合楼板的混凝土厚度达到150mm即可不用楼承钢板防火涂料的说法,达到降低造价促进压型钢板组合楼板应用和发展的目的.     

不同加强措施下轴压部分包覆钢-混凝土组合柱抗火性能研究

由于型钢翼缘外露,部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱耐火极限很难满足设计需求。为探究PEC柱抗火性能加强方法,得到经济合理的加强措施,通过ABAQUS有限元分析软件建立了轴压作用下PEC柱的温度场及热力学性能有限元分析模型,并用已有试验数据验证模型可靠性,探讨了PEC柱在高温下的温度变化、受力机理和破坏模式。对不同加强措施下轴压PEC柱抗火性能进行了参数分析,研究了荷载比、纵筋配筋率、翼缘面积比、截面尺寸、长细比和防火涂料厚度等参数对PEC柱耐火极限的影响规律。结果表明:PEC柱耐火极限随荷载比、长细比、翼缘面积比的降低而明显提高,随着防火涂料厚度与截面尺寸的增加而明显提高; 在参数分析的基础上,回归得到考虑防火涂料厚度影响的PEC柱耐火极限简化计算公式,研究结果将为PEC构件抗火设计提供科学依据。     

单面受火桁架式多腔体钢板组合剪力墙抗火性能试验研究

为研究桁架式多腔体钢板组合剪力墙的抗火性能,对2榀墙体开展了ISO-834标准升温条件下单面受火试验,墙体分别为无防火保护和采用厚20 mm的厚涂型防火涂料保护,试验结果表明:1)无防火保护的墙体因丧失隔热性而达到耐火极限; 2)厚涂型防火涂料厚度对墙体的耐火极限影响显著,有防火保护的墙体耐火极限可达180 min以上,比无防火保护的墙体提高至少1倍。     

新型闭口压型钢板组合楼板抗火性能影响因素研究

建筑工程中新型闭口压型钢板组合楼板使用逐渐增加,采用耐火钢的组合楼板具有更优良的抗火性能。利用ABAQUS建立了闭口压型钢板组合楼板的非线性抗火计算模型,通过与已有试验结果对比验证了其抗火分析计算的准确性和有效性,在此基础上对闭口压型钢板组合楼板的抗火性能进行参数分析,考虑了混凝土及钢材材料强度、楼板及压型钢板厚度、钢材耐火性、楼面荷载等因素的影响。分析计算表明,采用闭口压型钢板的组合楼板可显著提高其耐火时间,采用耐火钢材后耐火时间可进一步提高10%左右;提出了适用于闭口压型钢板组合楼板的温度场计算公式和抗火性能计算方法,以及采用耐火钢材后的耐火时间修正公式。     

防火保护的CFRP加固混凝土梁抗火性能分析

将CFRP和粘结CFRP所用胶黏剂作为"整体材料",建立了不同温度下CFRP-混凝土界面的等效本构关系,并运用ANSYS有限元分析程序对分别采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁在不同工况下的抗火性能进行了分析,研究防火保护材料厚度、混凝土保护层厚度、荷载比及加固量对CFRP加固混凝土梁抗火性能的影响。结果表明,CFRP加固混凝土梁抗火性能随着荷载比和加固量的增大而降低,随着防火保护材料厚度和混凝土保护层厚度的增加而增强;相对而言,防火保护层厚度、荷载比和跨高比对CFRP加固混凝土梁耐火性能的影响较大,而加固量的影响相对较小。     

波纹钢腹板框架边节点抗火性能研究

文章利用ABAQUS建立了波纹钢腹板框架边节点模型,将模拟结果与试验结果对比验证模型合理性。分析了不同截面的温度场分布规律,研究了梁端荷载比、柱上荷载比、梁柱线刚度比对于节点耐火性能的影响,研究发现：节点区温度总体呈现外高内低,节点区温度小于非节点区温度。梁荷载比和柱荷载比的增加使得节点耐火极限显著降低。当柱端荷载比小于0.5时,节点的破坏形态均为梁破坏;当柱上荷载比大于等于0.5时,节点基本呈现柱破坏。梁柱线刚度比增大,节点梁端位移减小,柱端位移略微增大,耐火极限提高。最后对节点进行耐火加固措施的研究。结果表明,耐火涂料对于节点的耐火极限提升较大,当n=0.6,m=0.6,k=1时,组合柱和组合梁分别采用12 mm和10 mm厚度的防火涂料可达到设计要求。     

具有端部约束的碳纤维布加固混凝土梁耐火性能试验研究

在ISO834标准升温条件下,开展了具有端部约束的7根碳纤维布加固混凝土梁和1根未加固混凝土梁的耐火性能试验,考察了梁端轴向和转动约束、防火涂料厚度、荷载比等参数对约束梁高温变形及内力的影响。试验结果表明:约束梁的轴向变形最大值随轴向约束刚度比和防火涂料厚度增大而减小,附加轴力最大值随轴向约束刚度比增加或防火涂料厚度减小而增大,梁端附加弯矩最大值随防火涂料厚度减小而增大,但防火涂料厚度在10~20mm范围内变化时影响幅度有限;降温后约束梁的附加轴力仅少量恢复,梁端附加弯矩却较大幅度回落;与非加固梁相比,加固梁的梁端附加弯矩最大值不仅数值更小,而且出现时刻明显偏晚。     

压型钢板-组合楼板耐火试验和破坏模式的探讨

在标准升温条件下,对闭口式压型钢板组合楼板进行了耐火试验,并测试了不同部位的升温情况。试验表明,被混凝土包裹的部分升温要比直接受火面慢,但由于热传导,升温122MIN时被混凝土包裹的部分最低温度也超过了600℃;无论是火灾前期还是后期,板的混凝土厚度都是影响组合楼板耐火性能的重要参数。在此基础上,分析了高温状态下组合楼板的试验现象,定性地分析了各影响参数,并探讨了组合楼板在耐火极限状态下的破坏模式。由于影响组合楼板耐火性能的参数多而复杂,因此,建议防火设计时必须保证一定的混凝土厚度,确保火灾下组合楼板的安全。     

碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火性能试验研究

在ISO834标准升温条件下,进行3块设置不同防火材料的碳纤维布加固钢筋混凝土板,以及1块未加固板的耐火性能对比试验。分析不同防火措施对高温下碳纤维布加固钢筋混凝土板的破坏形态、跨中挠度及耐火极限的影响。试验结果表明:(1)只要采取适当的防火措施,在使用荷载明显增大的情况下,碳纤维布加固钢筋混凝土板仍具有与未加固板大体相当甚至更长的耐火极限;(2)与薄型防火涂料相比,水泥砂浆的防火保护效果相对较弱;(3)厚度5 mm的薄型防火涂料的防火效果相对较好。为确保实际工程中碳纤维布加固钢筋混凝土板具有足够的耐火能力,科学合理地选择防火材料及其厚度是十分重要的。     

新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖耐火性能数值模拟研究

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖主要由上部压型钢板-混凝土组合楼板和下部冷弯薄壁型钢拼合梁组成,当楼盖下侧发生火灾时,冷弯薄壁型钢梁和压型钢板会直接受火。为提升组合楼盖的耐火性能,在型钢梁的下翼缘固定防火板材,形成防火保护层,从而提出一种新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖。然而,加入防火保护层后,楼盖的温度分布、变形和耐火极限均发生改变,新型楼盖的耐火性能有待研究。建立简化的三维楼盖有限元模型,分析了混凝土板厚、梁高、荷载比和防火保护类型对新型楼盖耐火性能的影响,发现压型钢板板肋方向与钢梁垂直的楼盖钢梁同一高度处的温度沿跨度方向基本一致,仅沿高度方向不均匀;适当增加混凝土板厚对耐火极限提升较小。得到了不同截面尺寸的楼盖在0.2～0.5荷载比下的受火侧翼缘临界温度以及不同防火保护类型楼盖的受火侧翼缘时间-温度曲线,用于估算该类楼盖的耐火极限。     

钢结构防火涂料知识及产品介绍

NH室内厚型钢结构防火涂料专为一级耐火等级钢结构承重构件的防火保护而设计、生产的厚涂型防火涂料。该涂料喷涂于钢构件的表面后,遇火时依靠涂层自身的不燃性和低导热性形成耐火隔热保护层,迟缓火势对承重构件的直接侵袭,从而有效提高钢结构的耐火极限。由于该产品具有不腐蚀钢材、不与任何防腐底漆起化学反应、无刺激性气味、涂层质量轻(结构荷载重量相对也     

膨胀型防火涂料通过省级鉴定

由西安油漆涂料研究所研制的 A60-80膨胀型防火涂料于1990年12月通过省级技术鉴定。该防火涂料主要用于建筑物内部的木质结构表面涂敷,当发生火灾时涂层能减缓火势蔓延阻抑燃烧,减少火灾损失。该涂料中含有相当量的阻燃剂,在高温或火焰下涂层发泡膨胀,形成比涂层厚度大几十倍的均匀致密的海绵状炭化层,达到防火隔热的目的。该防火涂料在施工时,涂层一般在0.3毫米以上。该型防火涂料的技术性能见下表。该防火涂料具有良好的综合性能,达到国家一     

碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火极限分析

编制了碳纤维布加固钢筋混凝土板的高温全过程分析程序,程序的有效性得到了试验结果的初步验证。针对不同构件尺寸、防火涂料厚度、受拉纵筋配筋率、碳纤维布加固量、混凝土保护层厚度、荷载比等共计6400种工况,进行了碳纤维布加固钢筋混凝土板的高温反应分析,考察了各主要参数对该类加固构件耐火极限的影响规律。在此基础上,建立了该类加固构件耐火极限的实用计算方法。研究结果表明：高温下碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火极限随板的厚度、防火涂料厚度和混凝土保护层厚度的增加逐渐增大,而随碳纤维布加固量和荷载比的增加逐渐减小;其中荷载比的影响最为显著,受拉纵筋配筋率对该类加固构件的耐火极限影响较小。     

固支组合梁抗火设计简化方法

根据现行《建筑钢结构防火技术规范》中固支组合梁抗火承载力验算方法,提出了固支组合梁抗火设计的临界温度法,并给出了临界温度的计算方法,对影响固支组合梁临界温度的参数进行了分析。研究发现:确定荷载比下固支组合梁的钢梁截面、材料强度、有效宽度等对临界温度的影响较小,而耐火极限和楼板厚度对固支组合梁临界温度影响较大。给出了一般固支组合梁不同楼板厚度、不同耐火极限下,不同荷载比对应的临界温度和防火保护厚度的计算方法,可供工程设计使用。     

基于正交试验的超薄型钢结构防火涂料耐火性能研究

通过试验研究具有代表性的方钢管、槽钢和H型钢三种不同截面形式对超薄型防火涂料的耐火性能的影响情况,并通过正交对比分析,得出在其他影响因素共同作用下截面形式在超薄型防火涂料耐火试验中的影响情况。试验结果表明:截面形式对于超薄型钢结构防火涂料的发泡性能影响最大,对其耐火极限影响仅次于涂层厚度。     

厚型防火涂料保护下CFRP梁耐火设计

文中以当前国内外研究成果为基础,用ANSYS对加固构件进行了高温下的传热分析和力学分析,在计算机上再现了防火试验的全过程。研究了荷载比、CFRP加固量、防火材料厚度以及混凝土保护层厚度等因素对采用厚型防火涂料的CFRP加固梁耐火极限的影响规律,并得到了不同工况下的CFRP加固钢筋混凝土梁的耐火极限,为CFRP加固混凝土梁的防火设计提供了依据。