三面受火小偏压SRC柱耐火极限试验

由于所处位置不同,结构中的柱有可能处于非四面均匀受火状态,受火边界的差异将导致柱耐火性能存在一定的差异.为认识三面受火型钢混凝土(SRC)柱的耐火性能,进行了两根ISO-834标准火灾作用下、三面受火(受拉侧不受火)SRC柱在小偏心荷载作用下的耐火极限试验,观察了试件破坏过程,获取了截面温度场分布、轴向变形-时间关系曲线、侧向变形-时间关系曲线及构件的耐火极限,分析了有关规律及机理.试验结果表明,混凝土爆裂(崩落)对截面温度场及构件耐火极限均有影响;荷载比和偏心率是影响高温下SRC偏压构件变形特征及耐火极限的重要因素.试验结果可供三面受火SRC柱耐火设计参考.     

超薄型防火涂料保护下CFRP加固砼梁耐火设计

随着CFRP在混凝土结构加固中的广泛应用,其防火问题引起关注.但是目前关于高温下CFRP加固构件的防火性能研究成果相对较少.本文以当前国内外研究成果为基础,用有限元程序对加固构件进行了高温下的传热分析和力学分析,运用有限元程序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CFRP加固梁耐火极限的影响规律,并得到了采用超薄型防火涂料保护的CFRP加固钢筋混凝土梁的耐火极限,为CFRP加固砼梁的防火设计提供了依据.     

高温下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能

火灾下无防火保护的结构构件温度会迅速上升,从而造成钢材和混凝土的强度明显下降。为了研究火灾下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能,考虑火灾下钢管约束型钢混凝土柱的不均匀温度分布及温度对材料力学性能的影响,提出了火灾下受轴心荷载作用的钢管约束型钢混凝土柱承载力的计算方法。利用有限元软件ABAQUS对提出的计算方法进行了验证,结果吻合较好。进而采用该计算方法对影响高温下承载力的参数进行了分析,研究表明：随着构件截面尺寸的增加以及混凝土强度和钢材强度的提高,构件的承载力逐渐增加,而钢管壁厚的改变对承载力并无太大影响。利用有限元软件ABAQUS分析了荷载比、构件尺寸、钢管壁厚等因素对构件耐火极限的影响,发现耐火极限随着荷载比和钢管壁厚的增加而减小,随着构件尺寸的增加而增大。     

热力耦合作用下钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

建筑物火灾高温将严重劣化钢筋混凝土结构斜截面的承载性能,加强受火灾高温作用影响的钢筋混凝土结构斜截面承载性能的研究具有重要的理论和现实意义。文章按照"强弯弱剪"原则设计制作了8根足尺钢筋混凝土简支梁试件,其中3根进行了常温下承载力静载试验,并借助大型火灾模拟试验系统,对另外5根试件进行了热力耦合作用下的耐火极限试验。结果表明:设计的简支梁试件在常温静载试验中呈现明显的剪切破坏形态,但在火灾高温及恒载耦合作用下达到耐火极限时,其破坏形态既可能呈现剪切破坏形态,也可能呈现受弯破坏形态;在热力耦合作用下,有腹筋钢筋混凝土简支梁的加载剪跨比越大,其实测耐火极限越小,而加载荷载比越大,实测有腹筋钢筋混凝土简支梁的耐火极限越小;钢筋混凝土简支梁试件在热力耦合作用下邻近耐火极限时,其竖向变形速率快速增加,达到耐火极限时的破坏具有突然性。     

再生混凝土强度对筒体耐火性能的影响

为进一步推动再生混凝土的应用,对再生混凝土构件的耐火性能进行了试验研究.设计了2个再生混凝土强度等级分别为C20和C30的全再生钢筋混凝土筒体模型,再生粗骨料及细骨料取代率均为100%.在试验炉内对筒体施加竖向轴力,并按标准曲线升温,进行了筒体模型在轴力及高温共同作用下的试验研究.对比分析了2个模型的耐火极限、温度场、破坏特征、墙体挠度及竖向位移.利用ABAQUS软件,模拟分析了筒体内部温度场并与试验结果进行了对比,两者符合较好.研究表明,随再生混凝土强度的提高,筒体的耐火性能逐渐降低,耐火极限下降,易发生高温膨胀破坏.     

三面受火型钢混凝土柱耐火极限的试验研究与理论分析

制作了2根三面受火型钢混凝土柱,在标准升温条件下进行耐火极限试验,测量了构件轴向变形及中部侧向变形,观察了混凝土的爆裂及构件破坏过程,获得了构件的耐火极限。然后应用有限元软件ABAQUS建立了三面受火型钢混凝土柱三维非线性有限元模型,计算结果得到了试验数据的验证。结果表明,火灾荷载比及偏心率对三面受火型钢混凝土柱的耐火极限有很大的影响,有限元模型可以用来模拟三面受火型钢混凝土柱的温度场及耐火极限。     

实型铸造涂料强度的研究

探讨了实型铸造涂料的组成对涂层强度的影响．研究表明：涂料中的有机粘结剂可使涂层获得较高的常温强度,用铝矾土作耐火填料可使涂层获得较高的高温强度．有机粘结剂和无机粘结剂含量的合理搭配可有效地保证涂层的常温强度和高温强度．     

实型铸造涂料强度的研究

探讨了实型铸造涂料的组成对涂层强度的影响。研究表明：涂料中的有机粘结剂可使涂层获得较高的常温强度，用铝矾土作耐火填料可使涂层获得较高的高温强度。有机粘结剂和无机粘结剂含量的合理搭配可有效地保证涂层的常温强度和高温强度。     

标准升温下轴向约束PEC柱耐火极限及影响因素分析

为考察高温下相邻构件作用对PEC柱耐火极限的影响,应用有限元软件ABAQUS建立了标准升温条件下约束PEC柱数值分析模型,得到了试验数据的验证。应用验证后的模型,分析了火灾荷载比、轴向约束刚度比、长细比、偏心率对约束PEC柱耐火极限的影响规律。结果表明,随着火灾荷载比的增大,约束PEC柱的耐火极限呈线性降低的趋势;轴向约束刚度比对PEC柱耐火极限几乎没有影响;长细比和偏心率对PEC柱耐火极限影响不大;在荷载比相同的情况下,随着长细比的增加PEC柱耐火极限略有降低,随着偏心率的增加PEC柱耐火极限略有上升。     

钢筋混凝土约束梁高温后力学性能的实验研究

通过对4根缩尺钢筋混凝土约束梁三面受火的火灾实验,获得高温作用下的构件温度场分布,在构件常温冷却后进行了静力加载实验,并对不同火灾损伤级别的构件进行了极限承载力和刚度对比分析.结果表明,火灾损伤后钢筋混凝土约束梁承载力降低程度不大,但刚度有较大降低.文中的研究结果可为钢筋混凝土梁受火损伤后加固设计提供依据.     

特大断面开切眼桁架锚杆组合支护研究

根据东庞煤矿厚煤层(4.4～4.8m)一次采全高综采特大断面开切眼的地质生产条件(切眼高3.5m,宽6.8m,机窝处宽7.8m,转盘悬顶面积60m~2),研究设计了交错复式桁架锚杆组合支护。经工业性试验,这种支护比相同断面木材支护开切眼的顶板下沉量减少了60.7～86.9％,自掘进到安装完综采支架和设备历时140天,围岩稳定,切眼不需维修,取得了显著技术经济、社会效益。     

多榀木桁架的静载试验及其承载能力

以现代木结构中的齿板连接木桁架为基础,开发一种多榀木桁架,研究其承载能力和抗变形能力。依据《木结构试验方法标准》（GB/T 50329—2012）中规定的木桁架分级加载试验方法,对比3种木桁架在设计标准荷载下的变形情况和破坏加载阶段的极限承载力。结果表明,多榀木桁架的极限承载力能达到其设计标准荷载的2倍以上,具有良好的安全储备性能;设计时需严格验算木桁架的节点齿板承载力,以满足相应木桁架承载力水平的要求;组成多榀木桁架的单榀之间通过木销连接,具有较好的协同效应,能有效解决单榀的失稳问题;木销连接是一种有效的多榀连接方式,能达到多榀木桁架极限承载力高于单榀之和的目的,使其抗变形能力更优。     

受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架静力性能分析

为了研究弦管填充混凝土对矩形钢管桁架结构受力性能的影响,以受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架梁为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,综合考虑材料非线性和几何非线性,分析了模型在节点荷载作用下结构的应力和变形分布、塑性发展和破坏模式。结果表明：下弦空管节点应力集中现象较明显,其承载能力是整个桁架承载能力的瓶颈;桁架的破坏模式是下弦空管节点塑性变形过大;弦管填充混凝土的节点变形和应力均很小,其承载能力较空弦管节点提高较大,受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架延性较好。     

A new cable truss support system for coal roadways affected by dynamic pressure

The support of coal roadways is seriously affected by intense dynamic pressures. This can lead to problems with large deformation of the roof and the two side walls of coal roadways. Rapid convergence of the walls and roof, a high damage rate to the bolts and cables, or even abrupt roof collapse or rib spalling can occur during the service period of these coal roadways. Analyzing the main support measures used in China leads to a proposed new cable truss supporting system. Thorough study of the entire structure shows the superiority of this design for roadways suffering under dynamic pressure. A corresponding mechanical model of the rock surrounding the cable truss system is described in this paper and formulas for calculating pre-tightening forces of the truss cable, and the minimum anchoring forces, were deduced. The new support system was applied to a typical roadway affected by intensive dynamic pressure that is located in the Xinyuan Coal Mine. The results show that the largest subsidence of the roof was 97 mm, the convergence of the two sides was less than 248 mm, and the average depth of the loose, fractured layer was only 6.12 mm. This proves that the new support system is feasible and effective.     

无机胶粘贴碳纤维布加固板防火涂层厚度取值

为确保火灾下用无机胶粘贴的碳纤维布能正常发挥加固作用,保证结构安全,需要选用一定厚度的厚型防火涂料作为碳纤维布的防火保护层.基于对加固板高温变形限制的考虑,采用ABAQUS对其高温变形进行试算,提出以板底温度415℃作为控制温度计算涂料厚度的原则.采用ABAQUS对加固板温度场进行分析,表明涂料厚度、导热系数以及受火时间是影响板底温度的主要因素,因而决定涂料保护层厚度的关键因素为导热系数和受火时间.在此基础上,按耐火时间和涂料导热系数的不同,分涂料品种并考虑相应构造要求的基础上,给出基于温度控制的防火涂料保护层厚度取值建议.     

预应力钢网架结构

为了探索一种合理的大跨度结构,本工程的屋盖采用的钢网架结构上施加预应力,此方法把高强度钢丝束挂在网架结构的下部节点上,沿着屋盖垂直方向进行张拉,使索与架共同作用,在网架上引起一种向上力,以抗由上荷载产生的正向弯矩,提高网架的强度和刚度,减少结构空间,用较少的钢材建成较大跨度的屋盖,这是大跨度中理想结构之一.     

Topology optimization of supporting structure for seismic response reduction of an arch

A flexible supporting structure that reduces seismic response of an arch is proposed. Topology and cross-sectional areas of the supporting structure modeled as a truss structure are optimized through two steps of static and dynamic optimization problems. In the first step, a flexible supporting structure that has diagonal displacement at the top under horizontal load is obtained by solving static optimization problems. Then, in the second step, the cross-sectional area of the flexible member is optimized to minimize the seismic response acceleration of the arch evaluated by the complete quadratic combination (CQC) method. Time-history seismic response analysis is carried out to show that the response in the normal direction of the roof successfully decreases due to flexibility of the supporting structure; in addition, installing passive energy dissipation devices into the flexible supporting structure is very effective in reducing the tangential response of the arch.     

简支组合管桁架的试验研究

为了研究组合管桁架的承载性能,对2根简支组合管桁架进行了竖向加载试验。分析了组合管桁架在竖向荷载作用下的受力性能、破坏机理、变形能力以及管桁架的内力分布规律。结果表明:组合管桁架具有良好的承载能力和变形能力;混凝土板厚的组合管桁架的承载能力高于板薄的组合桁架;上弦杆的轴力跨中较小,支座处较大;下弦杆的轴力跨中较大,支座处较小;跨中部分腹杆的轴力较小,支座部分腹杆的轴力较大。     

宋式木构屋盖自重及材份制相似关系

依据宋代《营造法式》,设计了4种试验用宋式木构足尺及比例模型并确定了相应的屋盖形式;因屋面瓦和铺衬在雨雪天吸水而使屋盖重量加大,提出了考虑使用期和施工期不同工况计算屋盖重量;分析了《营造法式》中黄松与华北落叶松的关系,引入应县木塔柱轴力并与实际计算的屋盖重量对比,初步推定了《营造法式》中各材等间按照确定的相似准则在荷载效应上存在对应关系。结果可为计算宋式类似木构屋盖重量提供借鉴,为进一步探索材份制中的相似关系和木结构模型相似系数提供参考。     

低跨彩钢屋面倒塌分析

本文通过调查某低跨钢桁架屋面在雪荷载作用下发生突然整体垮塌事故,分祈了钢桁架屋面整体塌落的过程及原因;探讨了设计、施工及构造处理等方面的因素对钢桁架屋面结构构件承载力性能的影响,并提出预防和处理此类事故发生的方法及措施,为类似工程提供借鉴．