装配式竹结构房屋的设计与研究

提出了一种基于竹胶合板为基本材料的轻型装配式竹结构房屋,详细叙述了装配式竹材房屋构件的模块化设计和加工以及房屋的安装,并通过试验和理论分析对房屋的工作性能进行了评估。     

四面受火工程竹材炭化性能试验与数值模拟研究

针对目前工程竹材炭化性能研究中存在的受火时间较短、灭火不及时等不足,通过8根四面受火工程竹柱炭化性能的对比试验,研究了材料类型、截面尺寸、受火方向、加工工艺和受火时间等因素对工程竹材炭化性能的影响。结果表明：工程竹材炭化后截面基本可分为3个区域,即炭化层、高温分解层和常温层;四面受火工程竹材角部区域由于双向受热而由棱角变为弧形;工程竹材炭化速率随受火时间增加略有减小,截面尺寸较大的试件炭化速率略小;相同条件下的重组竹试件炭化速率显著低于胶合竹;横纹径向炭化速率略大于横纹切向,当受火时间较长时差异不明显;一次成型的重组竹炭化性能略优于二次成型的重组竹。提出了工程竹材炭化性能数值分析模型,可快速模拟工程竹材的炭化性能,炭化速率模拟的误差均在10.2%以内,满足工程精度要求。提出的计算模型可较准确地计算工程竹材的炭化深度。根据明火试验和数值模拟结果,建议工程竹结构防火设计时胶合竹和重组竹燃烧1.00 h的名义线性炭化速率可按T/CECS 1101—2022《工程竹结构设计标准》的规定取值,即胶合竹构件的名义线性炭化速率为54 mm/h,重组竹构件的名义线性炭化速率为30 mm/h。     

竹结构轻型框架房屋火灾安全性能试验研究

采用欧洲规范确定房屋的火灾荷载后,使用木垛火作为火源,对一足尺竹结构轻型框架房屋进行火灾模拟试验,研究了此类型房屋的火灾安全性能。历时1h的火灾作用后,墙体骨柱在9.5mm厚普通石膏板的保护下,平均炭化深度仅为截面尺寸的1/3,而楼盖格栅在19mm厚防火石膏板的保护下几乎没有火灾损伤,房屋最终保持了良好的结构整体性,表明此类竹结构房屋耐火时间可以达到1.0h以上,具有良好的火灾安全性能;墙体和楼板内外表面的热电偶数据显示迎火面墙体最高温度达到686℃的情况下,背火面温度维持在一个较低的温度水平(最高温度仅为46～84℃),表明采用石膏板和岩棉的房屋墙体和楼板具有良好的保温隔热性能;在试验研究的基础上,对竹结构轻型框架房屋的构造措施提出了设计建议。     

结构用重组竹受火后性能退化研究

以经防火涂料处理前后的重组竹为研究对象,测试重组竹在不同受火时间后的抗压强度、抗剪强度、抗弯强度及残余质量。以木材为比较对象,采用差示扫描量热(DSC)和热重-微分热重(TG-DTG)方法分析重组竹、防火涂料及云杉-松木-冷杉(SPF)的热流量和质量随温度的变化过程。结果表明：相比于未经防火涂料处理的重组竹,经防火涂料处理后的重组竹力学性能和质量随受火时间的延长下降速率均明显减小;重组竹的热稳定性优于SPF;防火涂料在高温下吸热膨胀形成碳质泡沫,具有较好的热稳定性,可以起到很好的防火作用。     

不同受火边界下装配式框架的节点抗火性能研究

采用ABAQUS有限元分析软件建立装配式框架中节点上部和下部受火的分析模型,分析重要截面的温度场分布,并将耐火极限的计算值与试验值进行对比验证.研究一定参数范围内荷载比、配筋率、线刚度比对构件耐火极限的影响.研究表明:在不同的受火条件下,梁端变形在升温起初变化缓慢,而接近耐火极限时变形加快,破坏具有一定的突然性.荷载比对节点的耐火极限影响较为显著,表现为荷载比越大,耐火极限越小;配筋率增大时,节点耐火极限变小;随着线刚度比变大时,耐火极限变大.不同受火边界对中节点的耐火极限有一定的影响,两者耐火极限相差0.03％.在相同荷载比、配筋率、线刚度比条件下,上部受火节点耐火极限较下部受火耐火极限小.     

胶合竹结构墙体的抗火试验及分析

胶合竹结构墙体的抗火性能是竹结构房屋抗火性能的重要影响因素,但这方面的研究还处于空白。对1片胶合竹结构非承重墙体进行大尺寸的标准耐火试验,按照ISO 834标准升温曲线进行升温,获得竹胶合墙体构件火灾过程中的升温特点、破坏现象和破坏模式,得到各测点的升温曲线、分布情况及耐火极限。并采用火灾动态模拟软件FDS模拟该胶合竹结构墙体的火灾试验过程。研究结果表明:胶合竹结构墙体构件背火面的最高升温不超过90℃,且温度分布与测点位置密切相关;墙体破坏模式为E类,耐火极限超过60 min,超过了GB 50005—2003《木结构设计规范》对该类墙体耐火极限的要求;火灾动力学模拟器FDS能较好地模拟胶合竹结构墙体构件火灾下的温度变化过程,模拟结果与实测结果的温升趋势和分布情况基本吻合。由于胶合竹结构墙体的抗火性能影响因素复杂,还需要进行系统研究。     

圆竹装配式房屋的试验研究和实践

圆竹材因其特殊的外形和结构性不适应建筑工程的要求,因而在建筑结构领域内的研究和应用基本上处于空白状态。以我国丰富的毛竹作为结构材料,对其进行大量的材性试验和分析。研究结果表明,经过合理选材,圆竹的基本力学指标高于TC13级针叶木材,可以作为结构材料使用。通过设计的几种圆竹构件和结构的金属连接件,基本实现了圆竹构件加工的标准化和施工的预制化。对2个圆竹墙体进行抗侧力试验,圆竹墙体的抗侧向承载能力约为同类型轻型木结构墙体的65%。对3个圆竹屋架进行了静载试验,屋架的极限承载力由变形控制,平均值为12.3 k N。根据试验结果和GB/T 50329—2002《木结构设计规范》,设计和建造了一个约50 m2的圆竹预制房屋示范建筑,验证了圆竹预制房屋技术的可行性和适用性。     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受火试验研究

为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能,对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究,得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m²及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下,以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能,组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时,试件仍保持良好的整体性;主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响,为减小组合楼板高温下的位移响应,对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式;抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。     

部分预制装配型钢混凝土柱受火后轴压性能试验研究

为研究部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)柱在受火后的受压性能,开展了8个足尺PPSRC柱试件在历经ISO 834标准明火试验后的轴压试验和1个未受火PPSRC柱对比试件的轴压试验,研究核心部分混凝土强度、配箍间距及截面尺寸对标准受火条件下试件截面温度-时间曲线、轴压荷载-位移曲线和剩余承载力的影响.结果 表明:RPC...     

现代竹结构的研究现状和展望

现代竹结构是一种新型的结构体系,相比于钢结构和混凝土结构体系,其最大的不同在于采用天然竹材为原材料,与北美等工业化国家和地区广泛使用的木结构类似,更加低碳、环保。现代竹结构主要采用现代胶合技术使空心圆竹成为基于竹纤维的复合材料,从而适合采用类似现代木结构的设计和施工方法,且材料和结构性能可以通过现代试验方法进行检测验证。国内外不少研究者在现代竹结构的研究方面做了比较系统的工作,现代竹结构作为一种新型结构体系的轮廓逐渐显现。通过分析该体系的发展过程,总结相关研究内容,对现在竹结构体系在装配式活动板房、轻型竹结构房屋、大空间框架体系和桥梁方面的应用实例进行介绍,并对现代竹结构的发展现状及其优缺点进行分析和总结。现代竹结构的发展进展表明现代竹结构体系在土木工程这一领域将大有可为。     

防火涂料在钢结构中的应用

对钢结构防火涂料的定义、分类、防火机理、组成、类型选择、施工等各方面逐一进行了阐述,并指出了其中存在的一些问题,以更好地提高钢结构防火涂料的综合耐火性能。     

Comparison of FDS Prediction of Smoke Movement in a 10-Storey Building with Experimental Data

In this study, the Fire Dynamics Simulator (FDS), a computational fluid dynamics (CFD) model developed by National Institute of Standards and Technology (NIST) is used to simulate fire tests conducted at the National Research Council of Canada (CNRC). These tests were conducted in an experimental 10-storey tower to generate realistic smoke movement data. A full size FDS model of the tower was developed to predict smoke movement from fires that originate on the second floor. Three propane fire tests were modelled, and predictions of O₂, CO₂ concentrations and temperature on each floor are compared with the experimental data. This paper provides details of the tests, and the numerical modelling, and discusses the comparisons between the model results and the experiments. The 10-storey experimental tower was designed to simulate the centre core of high-rise buildings. It includes a compartment and corridor on each floor, a stair shaft, elevator shaft and service shafts. Three propane fire tests were conducted in 2006 and 2007 to study smoke movement through the stair shaft to the upper floors of the building. The fire was set in the compartment of the 2nd floor. Thermocouples and gas analyzers were placed on each floor to measure temperature and O₂, CO₂ and CO concentrations. Comparisons in the fire compartment and floor of fire show that the FDS model gives a good prediction of temperature and O₂ and CO₂ concentrations. In the stair shaft and upper floors there are some small differences which are due to the effect of heat transfer to the stairs that was not considered in the model. Overall the study demonstrates that FDS is capable of modelling fire development and smoke movement in a high rise building for well ventilated fires.     

钢结构防火

钢结构的防火是钢结构建筑主要存在的安全问题,通过对钢结构防火原理的介绍探讨钢结构防火的方法、措施。从结构设计和建筑技术的角度出发,分别探讨了相关的钢结构防火问题。     

装配式钢结构抗震性能研究进展

对近年来有关装配式钢结构抗震性能的研究成果进行了归纳,主要总结新型装配式节点、抗侧系统(支撑和墙体)以及结构体系的抗震性能。综合论述了装配式刚接节点、自复位节点和损伤控制节点的主要研究成果;对新型装配式支撑和墙板的抗震性能进行了评述,认为目前应加大新型冷弯薄壁型钢预制装配式墙板的开发和推广力度;总结了装配式钢结构整体抗震性能数值分析和试验研究现状,认为应恰当运用多尺度有限元模拟技术和实时混合模拟技术,实现对装配式钢结构抗震性能的准确评估。最后,通过对现有研究成果与应用现状的分析,提出应将\"震后可恢复功能\"的抗震设计思路应用于新型装配式钢结构,进而提出装配式钢结构抗震性能研究与设计的\"系统观点\"。     

现代钢结构消防工程中防火涂料的应用

现代钢结构消防工程中,防火涂料的应用极为重要,它在很大程度上决定了其施工质量和建筑结构。本文主要对现代钢结构防火涂料应用中存在的问题进行了分析,并就此提出了相应的应用措施。旨在推广防火涂料的应用,并提升建筑结构的安全系数。     

浅谈滨海电厂钢结构的防腐和防火

针对钢结构防腐和防火的重要性,根据其自身的特点,提出了钢结构的防腐及防火措施,概括了钢结构防火涂料的类型和选用以及防火涂料的施工要点,从而达到延长钢结构耐久性和节约工程维护成本的目的。