影响混凝土结构抗火性能的参数仿真分析

应用相关试验结果和计算结果对截面尺寸、截面形式、钢筋保护层厚度、配筋率、钢筋品种、荷载水平、预应力度、边界条件等参数对混凝土结构抗火性能的影响进行了分析,协助广大结构工程师领会混凝土结构抗火性能。     

钢筋混凝土简支板火灾行为的试验研究

建筑火灾概率极高，因建筑物多为钢筋混凝土结构，故研究钢筋混凝土结构的抗火性能，通过抗火设计来提高结构的抗火能力，已经成为国内外研究的方向。本文在进行了火灾条件下钢筋混凝土简支板足尺试验的基础上，着重对钢筋混凝土板温度场的分布规律、保护层厚度、配筋率对钢筋混凝土简支板变形的影响进行分析。     

混凝土及预应力混凝土结构抗火设计建议

本设计建议包含耐火极限、材料选择、结构构件形式、混凝土抗火保护层厚度、预应力筋及非预应力筋配置、爆裂验算及防爆裂措施、火灾下两类极限状态的验算及相关配筋构造等方面,对混凝土及预应力混凝土结构提出了抗火设计与验算建议.     

结构承载力设计与耐久性设计的混凝土保护层厚度

混凝土保护层厚度的取值对桥梁结构的承载力及耐久性设计均有影响。在承载力设计时，为获得较大的内力臂，希望混凝土保护层厚度取的稍小；而在耐久性设计时，为保护钢筋免遭锈蚀及保证钢筋和混凝土间必要的粘结锚固性能，希望混凝土保护层厚度取的稍大。因此在进行结构承载力与耐久性设计时，选择合理的保护层厚度十分重要。     

混凝土保护层厚度对结构承载能力和耐久性能的影响

混凝土保护层在保证结构安全性、持久性等方面具有重要作用。本文从混凝土保护层与结构承载能力和耐久性能的关系出发,分析了保护层厚度不合格,对结构承载能力、结构耐久性能等方面的影响,总结了引起混凝土保护层厚度不合格的设计方面和施工方面的原因,并归纳了几点确保混凝土施工质量及保护层厚度的主要施工措施。     

浅析混凝土结构中的混凝土保护层厚度

本文分析了混凝土对钢筋的保护作用机理及保护层厚度对钢筋腐蚀的影响，分析了保护层厚度对结构构件计算的影响机理，阐明了规范对混凝土保护层厚度的要求及钢筋保护层厚度如何得到有效控制。     

受火钢筋混凝土柱截面极限承载力研究

用差分分析法对四面受火钢筋混凝土矩形柱截面温度场进行了分析，并用有限元方法计算了受火后一定温度场下柱截面极限承载力，与试验结果对比吻合较好。在此基础上，对受火柱截面极限承载力的各个影响因素进行了分析，结果表明：增大柱的截面尺寸和纵筋配筋率有利于柱截面极限承载力，以及柱的抗火性能的提高；增加保护层厚度也有利于提高柱截面的极限承载力，但是当保护层厚度增加到一定的程度以后，柱截面的极限弯矩就无法提高，因而只能在一定范围内提高柱的抗弯能力。     

钢筋混凝土连续梁火灾下抗剪性能的试验研究

对8根足尺钢筋混凝土两跨连续梁和4根足尺钢筋混凝土简支梁进行了标准火灾试验,研究了钢筋混凝土连续梁高温下的抗剪性能,并与简支梁进行了对比,得到了连续梁混凝土及钢筋的温度变化、竖向挠度、轴向变形及最终破坏形态,分析了不同荷载比、剪跨比、混凝土保护层厚度、配箍率及受火工况对连续梁耐火极限的影响。结果表明:火灾下荷载比和混凝土保护层厚度对钢筋混凝土连续梁的抗剪性能影响显著。随着剪跨比和箍筋间距的减小,连续梁发生受剪破坏的耐火极限显著提高。与单跨受火工况相比,两跨同时受火的连续梁耐火极限降低。高温下连续梁由于发生了内力重分布,其抗剪性能优于简支梁。     

钢管混凝土组合平面框架结构热—结构耦合分析

采用数值模拟方法,利用有限元软件ANSYS计算分析了无保护层的3层3跨钢管混凝土柱—钢梁平面框架在局部受火条件下的抗火性能,运用顺序耦合方法对结构进行了热—结构耦合分析,得到了结构的耐火极限、临界温度及破坏形态。     

浅析混凝土结构中的混凝土保护层厚度

本文分析了混凝土对钢筋的保护作用机理及保护层厚度对钢筋腐蚀的影响,分析了保护层厚度对结构构件计算的影响机理,阐明了规范对混凝土保护层厚度的要求及钢筋保护层厚度如何得到有效控制。     

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。     

阻燃剂和施胶量对阻燃刨花板性能的影响

分别探讨了阻燃剂施加量和施胶量两个主要的制板因素对阻燃刨花板物理力学性能和阻燃性能的影响。研究结果表明：阻燃剂施加量对阻燃刨花板的物理力学性能影响较小,且所有物理力学性能指标均达到并超过了GB/T 4897-2015《刨花板》的要求;而阻燃剂施加量对阻燃刨花板的阻燃性能影响较大,氧指数与阻燃剂施加量之间具有显著的相关性。随着施胶量的增加,阻燃刨花板的静曲强度和内结合强度随之增加,而吸水厚度膨胀率随之减少,相关性大。     

《钢结构防火涂料通用技术条件》标准修订要点分析

针对室外薄型、超薄型钢结构防火涂料的发展,作者对不同类型钢主火涂料的涂层厚度和耐火极限、干密度和抗压强度、干燥时间、腐蚀性及耐久性等技术指标做了统一、科学的修订。     

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。     

一种膨胀型饰面防火涂料防火性能的简易检测方法

为经济便捷地对膨胀型饰面防火涂料进行防火性能检测,设计了1种简易的防火性能测试装置.在一些简化假设的基础上,针对该测试方法,提出了1个包含6个关键变量的传热数学模型.研究发现:6个关键变量中,反映外炭化层隔热能力以及热源综合影响的参数i值对防火涂料防火保护时间的影响最为关键.利用曲线拟合,获得i值的计算公式,并通过测试起始涂覆厚度不同的1组透明饰面型防火涂料样品,估算出了该防火涂料的i值.     

Equivalent concrete layer thickness of a fire protection insulation layer

The reinforcement bars in a concrete structure are usually protected against fire only by the concrete cover layer. In some cases an additional protection is needed and hence protective layers are applied, which consist of light-weight insulation materials. The theoretical analysis outlined in this paper shows that: (a) the thermal protection capacity of a protection layer can indeed be expressed as an equivalent concrete layer; and (b) a simple relation can be established between the thermal resistance (R = δ/k) of the protection layer and the thickness of an equivalent concrete protection. The equivalent concrete thickness yields the same time for reinforcement bars to reach 500°C as the corresponding thermal protection layer when the structure is exposed to the standard ISO 834 fire. All the analyses have been carried out with the finite element temperature analysis computer program TASEF.     

天信金融大厦钢构件抗火设计初探

文中介绍了在工程设计中，结合薄型涂料保护层的构件耐火实验，考虑各构件的当量耐火时间，对钢构件进行抗火计算和设计的方法。     

火灾下混凝土柱的温度场影响分析

利用SAFIR有限元分析软件对火灾下钢筋混凝土柱的温度场进行分析和计算,探讨高温下保护层厚度、截面周长、受火时间和截面配筋率对柱截面温度场的分布规律,为进一步认识钢筋混凝土柱的高温力学性能创造条件,并为开展火灾后钢筋混凝土柱的修复加固提供理论依据。     

金属屋面用新型弹性丙烯酸涂料性能研究

对比了新型弹性丙烯酸涂料与市售的几种典型金属屋面用涂料的关键性能,结果表明:新型弹性丙烯酸涂料具有优异的耐腐蚀性能、表面保护作用、耐沾污性能、防水效果、较高的太阳光反射率以及优异的力学性能,能够满足美国材料与试验协会(ASTM)或我国建材行业标准要求;它的工程应用,对节能金属屋面的发展具有重要的意义。     

Experimental study on fire protection methods of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer

In this paper, two reinforced concrete (RC) beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and attached with thick-painted fire resistant coating were tested for fire resistance following the standard fire testing procedures. The experimental results show that the specimen pasted with the insulated layer of 50 mm in thickness could resist fire for 2.5 h. It is also demonstrated that the steel wire mesh embedded in the insulated layer can effectively prevent it from cracking and eroding under firing. __________ Translated from Journal of Tongji University (Natural Sciences), 2006, 34(11): 1452–1456 [译自: 同济大学学报 (自然科学版)]