约束钢柱抗火性能试验研究

介绍了一组约束钢柱抗火试验,包括试验设计、钢柱温度和位移测量结果、钢柱试验后残余变形,以及试验的数值模拟等。试验变化参数为钢柱所受约束的刚度。约束刚度大小对钢柱抗火性能的影响包括:约束刚度比大的钢柱,其屈曲温度和破坏温度均较低;钢柱屈曲后,约束刚度比大的钢柱在变形较小时即可达到新的平衡位置;约束钢柱的破坏温度一般高于其屈曲温度,且随轴向约束刚度比的增大,破坏温度与屈曲温度之差增大。试验结果与有限元分析结果进行了对比,两者吻合较好,有限元方法研究约束钢柱抗火性能具有较高的精度。     

预应力叠合板抗火性能试验研究

为了解预应力叠合板在火灾中及火灾后的受力性能,制作了12块不同叠合层厚度的预应力叠合板,通过受火试验及受火后的静载试验,研究叠合板在高温和荷载耦合作用下的受力性能以及不同受火时间下受火后的受力机制和剩余承载力。结果表明：预应力叠合板在高温和荷载耦合作用下,叠合面将会产生水平裂缝,燃烧时间越长,这种现象越明显,甚至出现预制层与叠合层脱离;钢筋桁架对预应力叠合板的抗火性能具有重要作用,保证了叠合层与预制层脱离后板仍具有一定的整体工作性能;预应力叠合板在高温和荷载耦合作用下,将会产生顺筋裂缝,发生黏结破坏;受火后预应力叠合板再施加荷载,预制层与叠合层将会完全分离脱开,板的受力机制发生变化,由受弯构件转化为桁架结构;对于受火时间不超过60min、保护层厚度为20mm的预应力叠合板,其剩余承载力仍能达到未受火叠合板的80%以上;对于保护层厚度为20mm、预制层厚度为40mm、叠合层厚度不小于70mm的叠合板,其耐火极限可达2h以上。     

板角约束混凝土双向板抗火性能试验研究

为研究混凝土双向简支板板角受平面外约束下的火灾行为,进行了恒载-升温条件下的火灾试验。采用无线测温技术和红外探测技术,获得了火灾下双向板沿板厚温度场分布、钢筋温度、板平面内外变形、裂缝以及板角平面外约束力变化,并与国内外相关试验进行对比分析。测试结果表明：自行设计无线测温设备测量精确度较高,且便于使用;红外探测技术能够实时记录板面裂缝发展。分析结果表明：当板角受平面外约束时,其裂缝模式及变形规律与四边简支板明显不同;且板角区域易出现弧形裂缝,板角约束程度对板角区域弧形裂缝分布与发展有显著影响。     

铰接叠合板组合梁抗火性能试验研究

为研究铰接叠合板组合梁的抗火性能,对2个铰接足尺叠合板组合梁进行了恒载升温试验研究和数值模拟.通过试验得到了叠合板组合梁的温度分布、位移变化和破坏模式.研究结果表明:叠合板的温度分布沿板厚方向逐渐降低,距受火面40 mm以下区域受火影响最为明显.叠合板与钢梁之间存在温度梯度,叠合板对钢梁上翼缘变形有约束;叠合板板顶裂缝...     

砌块夹心保温墙抗火性能试验研究

为研究不同保温材料砌块夹心保温墙的抗火性能,对两片砌块夹心保温墙试件进行了单面受火试验.试验观察了墙体受火过程中的现象,分析了墙体平面外挠度与受火时间的关系;根据试件的截面温度场分布,对比了不同保温材料墙体的保温隔热性能.试验结果表明:受火60min条件下,保温材料分别为岩棉和苯板的砌块夹心保温墙均能满足《建筑构件耐火试验方法》(GB/T 9978.1-2008)关于承载力、完整性以及隔热性的要求.     

空间约束钢-混凝土组合楼盖抗火性能试验研究

整体结构中钢-混凝土组合楼盖的抗火性能和与其直接相连的周边部件提供的约束力关系密切,但以往研究中却难以获得约束力的真实大小.为此,设计了空间约束钢框架,用以模拟真实结构中钢-混凝土组合楼盖的边界条件,同时可测得约束力的大小.通过开展带空间约束框架的钢-混凝土组合楼盖的受火试验,获得了组合楼盖的裂缝发展过程、破坏特征、温...     

截面温度不均匀受约束钢柱抗火性能试验研究与有限元分析

截面温度不均匀钢柱火灾下将发生热弯曲及扭转屈曲破坏,同时对热变形的约束导致钢柱内在升温阶段产生附加压力,在降温阶段出现附加拉力。分别考虑3种约束刚度比和3种截面温度分布形式,进行了9根受约束钢柱的抗火试验,量测了受约束钢柱达到最大轴力时的温度（屈曲温度）、轴力恢复至初始荷载对应的温度（临界温度）及破坏温度,研究其在火灾升温和降温阶段的受力性能、破坏特征。试验结果表明,截面温度不均匀导致钢柱在绕截面对称轴弯曲时同时发生扭转;约束刚度比越大,钢柱的屈曲温度越低,破坏温度与屈曲温度之差越大;截面温差越大,钢柱屈曲温度和破坏温度越高。同时对试验钢柱进行了有限元分析,分析结果与试验结果基本一致,验证了所建立的有限元分析模型的正确性。     

预应力混凝土结构抗火性能研究

为了有效提高建筑结构在遭遇火灾时的安全性能,针对现今应用广泛的预应力混凝土结构,总结了该结构在耐火性能方面的研究现状,分析了试验研究与工程应用方面存在的问题,提出了未来研究工作的方向与重点,为土木工程抗火方面的设计规范提出了参考意见。     

预应力混凝土简支板抗火性能试验与分析

完成了9块无粘结和1块有粘结预应力混凝土单向简支板的抗火试验。各试验板内的热电偶在火灾下的实测结果表明,温度由迎火面至背火面逐渐递减,由迎火面至背火面的温度变化梯度随离迎火面距离的增大而减小。布置于无粘结预应力筋锚固端的力传感器和试验板上的位移传感器的测试结果表明,受火初期试验板挠曲变形增长较快,无粘结预应力筋应力呈增长趋势;受火一段时间之后试验板变形增长速度有所减缓,无粘结预应力筋应力呈减小趋势,且这种趋势一直延续到停火后一段时间;停火一段时间之后,试验板有变形恢复趋势,无粘结预应力筋应力水平又有所恢复。在受火过程中试验板背火面经历了水分溢出、水蒸气形成和发展、溢出水干涸及水蒸气消失的过程。在试验炉两侧壁的观察孔观测到有6块试验板发生了爆裂,爆裂发生在预应力度较高、荷载作用水平较低的试验板的邻近支座区域。基于试验结果,试算确定了对流换热系数、辐射换热相当发射率系数、混凝土导热系数和比热的取值,应用ANSYS     

连续梁单双跨在高温下的抗火性能研究

介绍了4根双跨连续梁的高温试验，通过对单跨和双跨加温的比较，得出了一些连续梁抗火性能的结论。     

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...     

约束组合梁抗火试验及理论研究

处于整体结构中的构件受到相邻结构构件的约束作用,其火灾中的反应与单个构件具有明显差异。采用约束框架模拟整体结构为组合梁提供约束作用,通过2个组合梁试件研究简支组合梁和连续组合梁的火灾反应。试验表明,在整个火灾过程中,组合梁轴力、挠度及其抵抗弯距相互影响和转化,共同抵抗外荷载作用。在火灾初始阶段,组合梁轴力为压力,削弱了组合梁抗火能力;在火灾中后期,组合梁轴力发展为拉力,挠度可达跨度的1/15,产生的悬链线效应有效提高了组合梁极限抗火能力。简支组合梁和连续组合梁均发生了下翼缘屈曲,下翼缘屈曲是组合梁轴力由压力向拉力的转折点。依据功能原理建立了组合梁下翼缘屈曲的屈服线模型和计算方法,计算结果与试验结果吻合良好。     

钢-混凝土组合楼盖抗火性能的试验研究

为了考察火灾下组合楼盖的破坏特征,研究组合楼盖在火灾下的结构性能,本文对4个钢.混凝土组合楼盖试件在不同荷载水平下的抗火性能进行了试验研究,对试验现象和结果进行了分析和解释,并采用作者编制钢-混凝土组合楼盖抗火性能分析程序对试件进行了分析,通过温度和位移的分析结果与试验记录结果的对比,验证了分析理论和程序的可靠性,并对产生误差的原因进行分析。     

装配式钢桁架组合楼盖耐火性能试验研究

针对采用防火板及防火岩棉进行防火保护的钢桁架-压型钢板-混凝土组合楼盖进行耐火性能试验,试验中考虑开孔的影响。组合楼盖的桁架梁在整体结构中起梁的作用,因此组合楼盖的耐火极限要按不低于国家标准有关梁的耐火极限要求进行设计。研究表明,这两种防火保护方法均可使此类组合楼盖的耐火极限不低于2.00h,组合楼盖内部由下至上具有明显的温度梯度分布现象。在组合楼盖的防火保护层上开设灯罩等孔洞时,应做好孔洞处的防火保护。     

组合楼板受火薄膜效应试验研究

为了验证火灾作用下压型钢板组合楼板的受拉薄膜效应,观察楼板破坏现象,了解受火后组合楼板的温度场、位移及钢筋和混凝土的应变状态,本文进行了4个足尺压型钢板组合楼板受火性能试验。在试验过程中,对试验炉温、楼板温度、钢筋温度、钢筋应变、混凝土应变及楼板中心挠度进行了测量,对试验现象进行了解释。通过试验中采集的温度、位移以及应变等数据,对试验结果进行分析,证实了火灾作用下楼板受拉薄膜效应的存在及其在高温下维持楼板承载力的作用。根据试验分析结果得出,由于楼板的薄膜效应的产生,可不对压型钢板组合楼板及板区内的次梁进行防火保护。     

高温火直接作用下钢梁抗火性能试验研究

为研究高温火直接作用下钢梁的抗火性能,对其进行了高温火直接作用试验;同时,以受热时间作为变化参数,对比分析了高温火直接作用和按ISO 834标准升温过程钢梁的轴力、跨中挠度及耐火时间。结果表明：高温火直接作用与按ISO 834标准升温下,钢梁破坏端面的微观组织及升温过程的受力和变形存在明显差异;无论有无防火涂层的保护,当温度800℃时,高温火直接作用下钢梁的最大轴力比按ISO 834标准升温的增大76.9%以上;同时,防火涂层厚度对钢梁的耐火时间也有影响,无防火涂层时,钢梁的耐火时间小于20min;有防火涂层保护时,随防火涂层厚度增厚,两种高温作用下,钢梁的耐火时间相近,但防火涂层厚度不足15mm时,耐火时间相差20%以上;当防火涂层厚度为15mm时,在温度约800℃高温火直接作用下,其耐火时间为26min。     

足尺震损钢筋混凝土柱耐火性能试验研究

地震次生火灾具有发生概率高、灾害破坏力强、损失巨大和机理复杂等特点,为分析震后火灾环境下钢筋混凝土柱构件的抗火性能,以钢筋混凝土柱的裂缝、混凝土剥落和残余变形作为地震损伤形式,设计了7根带有预制损伤的足尺钢筋混凝土方形截面柱,进行明火试验,研究不同几何损伤形式及损伤程度对混凝土柱的火灾破坏特征、截面温度场分布、竖向变形过程及耐火极限等性能影响规律。试验结果表明,预制损伤混凝土柱构件的火灾破坏程度明显大于无损伤混凝土柱,其中混凝土剥落对震损柱内部温度场及耐火性能的影响最大。根据足尺混凝土柱的耐火试验结果,采用ABAQUS有限元软件分析震损混凝土柱的温度场分布与耐火极限,结果表明:当试件端部产生保护层剥落时,剥落区轴向等温线向柱中心凹陷,整体呈"瓶颈"状;轴压比与剥落厚度对震损混凝土柱耐火极限有较大影响;残余变形小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中的弹塑性层间位移角1/50时,残余变形对震损混凝土柱的耐火极限影响有限。通过拟合得到了混凝土柱的轴压比、残余层间位移角、剥落厚度与其耐火极限之间的量化关系式,关系式计算结果与试验结果吻合较好。