轴向约束PEC柱-组合梁节点抗火性能研究

建立轴向约束PEC柱-组合梁节点(绕强轴)有限元模型,分布其火灾下的温度场分布及力学性能,研究柱上火灾荷载比、梁上火灾荷载比、轴向约束刚度、梁柱线刚度比对节点抗火性能的影响。结果表明,下部受火条件下,节点区温度由上到下、由外到内呈递减趋势,梁截面温度从混凝土板顶到钢梁下翼缘呈减小趋势;破坏时节点整体变形呈"飞机型",梁端下翼缘出现局部屈曲;随梁上火灾荷载比、梁柱线刚度比的增加,节点转角陡增对应时间缩短;柱上火灾荷载比、轴向约束刚度对节点转角的影响不显著。     

近海环境下钢筋非均匀锈蚀引起混凝土保护层开裂的数值模拟

根据近海环境下的钢筋混凝土结构受到碳化和氯盐的双重侵蚀,建立了非均匀锈蚀层分布的数学模型。以此为基础,提出了钢筋锈蚀层分布不均匀系数k,用以评判钢筋锈蚀层分布不均匀程度。针对同一钢筋平均截面锈蚀率、不同k值下的有限元分析结果表明:(1)锈胀裂缝首先出现位置为13.5°、166.5°附近,且与钢筋锈蚀层分布不均匀程度无关;(2)钢筋锈蚀层分布不均匀性增加,钢筋/混凝土界面的环向拉应力增大,引起混凝土保护层提前开裂。因此,在分析钢筋锈蚀引起混凝土保护层开裂,以及评价钢筋混凝土结构耐久性寿命时,钢筋锈蚀层分布不均匀程度应作为一个重要参数进行综合考虑。     

偏压矩形钢管再生混凝土柱抗火性能有限元分析

为了研究偏压矩形钢管再生混凝土柱的抗火性能,建立了火灾下柱温度场和力学场分析的有限元模型,并利用已有试验结果验证了模型的有效性。研究了长细比、荷载比、截面周长以及偏心率对偏压矩形钢管再生混凝土柱抗火性能的影响。结果表明:有限元模拟的温度场和力学场与实验结果总体符合。长细比、荷载比和截面周长是影响偏压矩形钢管再生混凝土柱抗火性能的主要因素。长细比越大耐火极限越小而膨胀变形越大,荷载比越大耐火极限越小且膨胀变形越小,截面周长越大耐火极限越大且膨胀变形越大。偏心率对耐火极限和膨胀变形影响较小。     

高温后型钢混凝土柱抗震性能试验研究

为评估火灾后型钢混凝土柱的抗震能力,为其火灾后加固提供参考,进行了11个型钢混凝土柱试件的高温后抗震性能试验。试件在升降温过程中施加恒定轴向荷载,并且在高温后抗震试验中保持相同的轴向荷载水平。试验中考虑轴压比和受火时间对抗震性能的影响,以获取并分析试件的破坏特征、荷载-位移滞回曲线、刚度、延性和耗能能力。试验结果表明：型钢混凝土柱试件在反复荷载作用下由柱底混凝土剥落形成塑性铰,塑性铰长度为0.14H~0.44H(H为柱截面高度);试件在反复荷载作用下出现贯通全柱的黏结滑移裂缝,滞回曲线大致呈梭形,耗能能力较好;较之未受火试件,受火后试件滞回曲线更为饱满,骨架曲线更为平缓,位移延性系数略有增大,刚度和承载力退化明显,耗能能力略有降低。受火时间相同时,轴压比大的试件极限荷载略高,极限位移较小,延性差,耗能能力更强;轴压比相同时,受火时间越长,承载力和刚度下降越明显,延性略有提高,耗能能力变差。     

轻钢-混凝土组合梁受力性能试验研究

提出了一种新型的轻钢-混凝土组合梁,并对三种不同截面形式的六个试件的受力性能进行了试验研究。分析了构件的破坏形式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、钢材和混凝土的应变分布及板宽度方向应变分布等。通过试验研究,初步了解了轻钢-混凝土组合梁的受力特点和不同截面形式钢梁和混凝土之间的粘结性能。试验结果表明,这种新型的组合梁具有较好的工作性能。     

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。     

轴力作用下基于子结构模型的约束PEC柱耐火极限研究

利用有限元软件ABAQUS,建立了包含部分梁、柱的约束PEC柱子结构温度场和力学分析模型,应用约束PEC柱的抗火试验数据验证了模型的合理性。采用上述模型分析了轴力比、轴向约束刚度、约束梁跨度、柱长度以及梁上荷载大小对轴力作用下约束PEC柱耐火极限的影响规律,并建立了该类构件的耐火极限简化计算公式。结果表明,轴力比和柱长度对轴力作用下约束PEC柱的耐火极限有较大影响,而轴向约束刚度、约束梁跨度及梁上荷载的影响很小;轴力比是影响柱耐火极限的重要参数,耐火极限随荷载比的增大迅速降低。给出的耐火极限计算公式可供约束PEC柱耐火设计参考。     

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。     

火灾下型钢混凝土柱三维温度场计算

介绍了三维温度场数值计算的基本原理,在确定高温下钢材和混凝土的热工性能的基础上,应用ANSYS有限元分析软件对火灾下型钢混凝土柱三维温度场进行了计算.计算结果与原试验数据吻合得较好,为型钢混凝土柱在高温下及高温后的性能分析创造了条件.     

苏州高等教育园预应力拉索拱结构设计与分析

苏州高等教育园主入口钢结构预应力拉索拱是教育园的标志性建筑。结构建筑造型复杂,体量较大,结构采用了空间管桁架形式。讨论了结构计算和设计中的主要问题,包括杆件设计、节点设计和抗震分析等。分析结果表明,此类管桁架结构按桁架模型和刚架模型计算结果整体上差别不大,但局部杆件可能需要考虑次弯矩的不利影响;预应力的大小影响拉索拱的模态和自振周期;拉索预应力的取值要综合考虑结构的整体反应、变形要求和经济性等因素。