简支组合楼板的火灾试验研究

本文对3块压型钢板-混凝土简支组合楼板进行了恒载条件下的火灾试验研究。对组合楼板的抗火性能与火灾行为进行了研究,考虑了组合楼板的跨度与抗剪连接件对简支组合楼板耐火极限的影响。试验结果表明:简支组合楼板的抗火性能较差,3块板的耐火极限均在30min左右;板的跨度对耐火极限的影响很大,而抗剪件的影响相对较小。     

单层单跨钢框架抗火性能的试验研究

本文对2榀H型钢单层单跨钢框架进行抗火性能的试验研究。试验采用足尺试件,钢梁长3400mm,钢柱高3200mm,混凝土板宽1000mm。试验中考虑不同受火工况对钢框架抗火性能的影响。通过试验得出了梁、板、柱温度场变化规律和钢框架变形情况。试验结果表明:火灾下,由于钢筋混凝土板的存在,钢梁沿截面高度各点温度不一致,即钢梁沿截面高度存在温度变化的温度场;梁柱全部受火的单层单跨钢框架(节点受到保护)破坏方式为钢柱压屈破坏,破坏位置在受到保护的钢节点下部的钢柱上。本文研究结果为今后钢结构抗火性能的进一步研究提供参考数据。     

无粘结预应力混凝土三跨连续板火灾试验研究

在实现按照ISO标准升温曲线升温的前提下,研究了无粘结预应力混凝土连续板在火灾作用下的火灾行为。试验考察了预应力度、不同跨受火以及负筋长度三种因素,分析结果表明不同跨受火、负筋长度对三跨连续板的破坏机构、挠度变形有决定性的影响,而预应力度对其影响不是十分明显,三种因素都对支反力的重分布有很显著的影响,预应力筋中的预张力在火灾试验过程中经历了先增加,再减小,然后突然被拉断三个阶段,构件的温度场在受火面温度梯度大,背火面小,裂缝的出现和水蒸气的蒸发影响着板内温度场的分布。     

火灾作用下混凝土双向简支板的挠度计算

小挠度薄板理论可以用来确定混凝土双向板正常使用时的挠度,当用于计算火灾作用下处于大挠度的双向混凝土板挠度时则会带来很大误差。在引入弹性板的大挠度微分控制方程后,考虑外加荷载与高温的共同作用,并计及高温下材料特性的变化,对火灾作用下钢筋混凝土双向简支板的挠度随温度的变化进行了分析。引入无量纲量,对大挠度微分控制方程进行无量纲化处理,并以无量纲板均布荷载为摄动参数,结合Galerkin方法提出了钢筋混凝土双向简支板火灾作用下挠度的计算式,计算结果与试验结果吻合较好,可为火灾作用下板的大挠度分析提供依据。研究结果表明:火灾作用下混凝土板的挠度与外加荷载和热弯矩均有关,与热弯矩成线性关系,而与外荷载则成非线性关系;当没有热弯矩时,挠度主要由外加荷载确定;当外加荷载恒定时,挠度则主要由热弯矩引起。     

火灾下钢-混组合楼板截面温度场的试验研究

对标准火灾升温条件下采用YX76-344-688型钢承板的组合楼板截面温度场的分布规律进行了试验研究,并提出了对截面温度场进行计算模拟的改进的有限差分方法。研究结果表明,混凝土内的水分对低温区混凝土的升温过程产生很大影响,而改进后的有限差分计算方法可以合理地考虑水分的影响,很好地模拟组合楼板截面在低温区和高温区的温度场分布。最后,提出了在不同升温方式下截面温度场的实用分析方法,可供工程防火设计时使用。     

无粘结预应力混凝土板火灾试验构件设计

首先对试验构件的截面参数、无粘结预应力筋的型号及混凝土标号进行了设计,然后分别 用荷载平衡法和规范中的公式对试验简支板构件和连续板构件中的无粘结预应力筋数量进行了 估算,接着对构件中的非预应力筋的用量也进行了估算,最后对设计的构件进行部分项目的验算, 并对两种方法进行了比较,指出了引起两者差别的原因.     

整体结构中两跨钢梁火灾变形性能的试验研究

为研究整体结构中钢梁的抗火性能,利用自行研制的试验炉和相关测试装置,对三层三跨足尺钢框架楼中三层顶一两跨连续梁进行受火试验研究,试验中钢梁受火,钢柱和节点不受火。试验量测了炉体内烟气温度、钢梁和混凝土楼板四等分点处截面沿厚度不同点的温度场、位于炉体外钢梁接点温度、钢梁和楼板四等分点处的竖向变形。结果表明:未进行防火保护的钢梁温度与烟气温度基本一致;升温阶段混凝土板温度滞后于钢梁的温度,停止升温后钢梁温度迅速降低,混凝土板温度仍会升高直至两者温度趋于一致。在整个试验过程中,沿混凝土板截面高度存在较大温度梯度;整体结构中未进行防火保护的钢梁具有很好的变形性能,可以考虑减少防火保护;不同位置的构件由于受到相临构件的约束程度不同,在火灾中的变形性能不同,在抗火设计时应进行区别对待;钢柱虽不受火,在整个试验过程中产生轴向膨胀。     

单层钢框架火灾行为的试验研究

对单层足尺钢框架进行恒载下受火的试验研究,通过试验得出了单层钢框架在受火过程中梁、板及柱的温度场分布规律和变形情况,分析了钢框架在恒载和火荷载共同作用下的破坏特征、耐火极限以及影响它们的各种因素.试验结果表明:钢框架在火灾行为下的破坏特征与单个构件在火灾行为下的破坏特征有所不同.     

考虑受拉薄膜效应的板块平衡法修正及在混凝土双向板中的应用

经典塑性铰线理论中的板块平衡法无法考虑钢筋混凝土板在大变形时产生的受拉薄膜效应的影响。为解决这一问题,该文提出了一种可以考虑受拉薄膜效应的修正板块平衡法。该方法将钢筋混凝土板的受力行为分为屈服前和屈服后两个阶段。假设钢筋混凝土板在屈服前的变形为弹性,分别采用Navier法和板块平衡法确定板的屈服挠度和屈服承载力。为考虑屈服后钢筋混凝土板中产生的受拉薄膜效应,假设板底塑性铰线截面上钢筋的竖向分力为产生受拉薄膜效应的主要原因,而钢筋的水平分力则与截面上混凝土的压力组成力偶构成了钢筋混凝土板的截面抵抗弯矩。通过上述修正,可以获得由考虑受拉薄膜效应的修正板块平衡法计算的钢筋混凝土板的全过程荷载-挠度曲线。为验证该文方法,对大挠度足尺混凝土双向板进行了应用研究。通过对比可知,理论分析结果与试验结果较为接近,从而验证了修正板块平衡法的有效性。