相对两面受火的方中空钢管混凝土柱温度场分析

研究方中空钢管混凝土柱在相对两面受火方式下的抗火性能.利用ABAQUS软件建立相对两面受火方式下的方中空钢管混凝土柱的温度场分析模型,对比分析不同混凝土材料对构件温度场分布的影响.结果 表明受火时,构件内部存在明显的温度梯度,核心混凝土在受火条件下可以延缓构件内部钢管温度的升高,内钢管区域的材料性能保持较好.     

相对两面受火方钢管混凝土耐火极限

方钢管混凝土柱的抗火性能与设计是其在工程实践中的关键问题之一,因而众多国内外学者对此进行了研究。但是,现有研究及其成果和现行规范或规程大多假设其四面均匀受火,而实际火灾中方钢管混凝土柱也可能存在单面、两面及三面等非均匀受火边界。受火边界的改变,使非均匀受火的方钢管混凝土柱受力机制和抗火性能与四面受火情况有所不同。为此,研究了一种典型非均匀受火边界,即相对两面受火条件下方钢管混凝土柱的抗火性能,在大量参数分析的基础上,提出了相对两面受火时方钢管混凝土承载力影响系数的简化公式,可用于评估该火灾条件下方钢管混凝土柱耐火极限,以供工程实践参考。     

钢管混凝土柱抗火性能浅析

介绍了钢管混凝土柱的特点及其抗火性能研究的必要性,分析其抗火性能机理及其主要的影响因素,包括截面尺寸、含钢率、长细比、保护层厚度、边界条件、受火情况等,提出了进行钢管混凝土结构构抗火性能研究的几个关键问题。     

相邻两面受火的方钢管约束钢筋混凝土柱耐火极限

运用ABAQUS有限元软件建立相邻两面受火的方钢管约束钢筋混凝土柱,并将计算结果与试验结果进行对比,两者吻合良好。通过模拟方钢管约束钢筋混凝土构件在相邻两面受火条件下的温度场和力学场,研究一定参数范围内长细比、含钢率、配筋率、荷载比、荷载偏心率等参数对构件耐火极限的影响,最后针对影响耐火极限的各项参数提出耐火极限简化计算式。研究表明:长细比、荷载比、荷载偏心率对试件耐火极限影响显著。含钢率与配筋率对构件耐火极限影响较小。     

非均匀受火下约束型钢混凝土柱力学性能研究

为了解不同受火条件下型钢混凝土柱截面温度场,同时考察受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比等参数对型钢混凝土柱抗火性能的影响,进行了14个包括四面、三面、相对两面、相邻两面、单面受火条件下轴向约束型钢混凝土柱的抗火性能试验。试验结果表明：受火面数量、受火方位对 型钢混凝土柱截面温度分布有显著影响,升温时间相同时,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火试件截面相同位置处所经历的最高温度依此降低;距试件表面距离相同时,型钢翼缘外侧受火面温度比型钢腹板外侧受火面温度略高。受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比对升降温全过程下型钢混凝土柱轴向变形和轴力发展有显著影响,试件受热膨胀变形和降温压缩变形随受火面数的增多而增大;轴向膨胀变形随火灾荷载比的增大而减小,随荷载偏心率的增大而增大;荷载比越大,试件由轴向拉伸状态转为轴向压缩状态的时间越短,压缩程度越高。定义试验实测轴力与初始施加轴力的比值为轴力变化系数,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火时,试件升降温后期的轴力变化系数依此递减,轴力变化系数峰值随荷载偏心率和轴向约束刚度比的增大而增大,随火灾荷载比的增大而减小。     

薄壁钢管混凝土柱抗火性能试验

对薄壁钢管混凝土柱可能存在的四种受火方式进行了温度场的分析,即:四面受火、三面受火、两面受火和单面受火,并对四种情况进行了比较分析.文中的研究成果对薄壁钢管混凝土柱的耐火性具有重要的理论意义和实用价值.     

单面受火的方钢管约束钢筋再生混凝土柱耐火极限

为研究单面受火的方钢管约束钢筋再生混凝土柱的耐火极限,采用有限元软件ABAQUS建立了ISO-834标准火灾作用下单面受火的方钢管约束钢筋再生混凝土柱有限元模型,相关试验验证之后、分析了截面温度场和应力场的变化规律。在此基础上分析取代率、混凝土强度、荷载比、含钢率、荷载偏心率、荷载角、配筋率、截面尺寸和钢材强度等参数对构件耐火极限的影响规律。结果表明：荷载偏心率和荷载角对构件耐火极限影响较为复杂,当荷载角为180°时,荷载偏心率由0.2增加到0.4,构件耐火极限增加11.2%;当荷载偏心率为0.8时,荷载角由0°增到90°,构件耐火极限降低32.2%;荷载比和截面尺寸对构件耐火极限影响明显,当含钢率为5.33%时,荷载比由0.4增到0.5,其耐火极限降低37.1％;当钢材强度为Q345时,截面尺寸由200mm增到300mm时,构件耐火极限增加66.73%。基于上述规律并结合计算结果给出了单面受火的方钢管约束钢筋再生混凝土柱的耐火极限简化计算式,可为该类柱抗火设计提供参考。     

方钢管混凝土组合柱抗火性能分析

利用ABAQUS有限元软件,采用顺序热力耦合分析方法,建立方钢管混凝土组合柱耐火性能的有限元分析模型,并通过试验验证模型的可靠性。在此基础上,对影响方钢管混凝土组合柱耐火极限的主要因素进行深入分析。结果表明:混凝土的截面面积、荷载比、长细比及防火保护层厚度是影响组合柱高温下受力性能的重要因素。在有效的防火保护下,组合柱能承担更大的轴向力,比圆截面、方截面柱更具优势;荷载比越大,组合柱耐火极限越低,轴压比小于0. 5时影响更为显著。     

方钢管约束型钢混凝土柱受剪承载力计算

基于已有受剪破坏方钢管约束型钢混凝土短柱试验结果,建立精细化有限元模型,对设有型钢栓钉与钢管斜拉加劲肋的方钢管约束型钢混凝土短柱受剪性能进行有限元分析。研究结果表明:栓钉对方形截面钢管约束型钢混凝土短柱的力学行为影响较小;而斜拉加劲肋有效限制钢管局部屈曲,提高约束作用,改善型钢与混凝土的共同工作性能。基于试验与有限元分析结果,考虑方钢管等效密排箍筋效应,提出了方钢管约束型钢混凝土短柱的受剪承载力计算公式,预测结果与试验及有限元参数分析结果吻合较好。     

椭圆形钢管混凝土柱的抗火性能

采用非线性三维有限元模型,分析了轴向压力下椭圆形空心钢管混凝土(CFEHS)柱的抗火性能。本研究基于作者关于空心钢管混凝土(CF-CHS)柱在室温下性能和抗火性能的研究成果,用文献中CFEHS短柱在室温下的数据验证数值模型,然后将数值模型应用于CFEHS细长柱在高温下性能的研究。研究目的是为理解并阐述轴向压力下CFEHS柱在火灾中的性能,并将其有效性与圆形钢管混凝土(CFT)柱进行了对比。研究了柱长细比、荷载大小、横截面长细比和截面面积大小等不同参数对柱性能的影响。最后给出了CFEHS柱的设计建议:采用EN1994-1-2第4.3.5.1条导则设计,但是应采用基于法国规范附录椭圆截面有效直径的抗弯刚度折减系数。椭圆截面有效系数等于P/π(P为椭圆周长)。     

方钢管配筋混凝土柱的耐火性能

首先提出了在标准升温曲线升温作用下方钢管配筋混凝土柱耐火极限的理论计算方法,计算结果与以往国内外试验结果对比,两者吻合较好;然后,利用耐火极限计算程序对影响方钢管配筋混凝土柱耐火极限的因素进行分析,并在此基础上,提出了以截面尺寸、构件长细比、钢筋配筋率和钢筋强度为基本参数的钢管配筋混凝土柱耐火极限的实用计算方法,计算结果与数值计算和试验结果均吻合较好.本文方法可供有关工程实践和规程制订参考.     

高温下钢筋混凝土柱耐火极限的简化计算方法

本文以四面受火的钢筋混凝土轴压柱为研究对象,提出了一种计算钢筋混凝土柱耐火极限的简化计算方法,并通过与试验结果进行对比,初步验证了本文所提方法的可行性.     

钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法(II)

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第二部分。     

钢骨混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法(Ⅰ)

确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第一部分。     

方钢管混凝土柱耐火极限的理论研究

本文提出计算方钢管混凝土耐火极限的理论模型,理论计算结果和试验结果吻合得令人满意。在此基础上,分析了荷载,组成钢管混凝土的材料强度,构件截面含钢率、截面尺寸、长细比,荷载偏心率以及保护层厚度等参数对构件耐火极限的影响。     

钢骨高强混凝土柱合理用钢量的研究

通过对 ４根不同用钢量、内置实腹式工字钢的钢骨高强混凝土（＞ Ｃ７５）柱的轴心受压试验,对这类结构柱的受力性能进行了分析对比,并根据试验结果与理论分析提出了满足工程精度要求的轴心受压极限承载力计算公式与合理的用钢量范围。     

方钢管钢筋混凝土短柱与方钢管钢骨混凝土短柱的滞回性能分析及设计

方钢管钢筋混凝土短柱与方钢管钢骨混凝土短柱(STRC与STSRC)是将纵向钢筋置于冷弯薄壁钢管中。在这项研究中,对6根STRC和STSRC短柱进行固定轴压力下和往复侧向压力下的试验研究,分析两种构件的抗震性能。主要参数为轴压比和纵筋的配筋率。建立三维非线性有限元模型,模拟试件的性能和强度。基于试验和数值模拟结果,提出计算STRC和STSRC短柱剪切强度的设计公式。     

钢骨混凝土柱的轴压力限值

国内外钢骨混凝土柱抗震性能的试验研究表明，轴压力大小对其抗震性能有很大影响。本文分析了钢骨混凝土柱中混凝土部分和钢骨部分的轴力分配，并根据试验研究结果建议了相应的轴压力限值。     

型钢混凝土柱基于OpenSEES平台的滞回性能分析

为研究型钢混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能,采用开源的有限元分析软件OpenSEES,建立基于纤维模型的型钢混凝土柱模型,通过定义不同单轴材料本构关系的纤维来模拟其各自不同的应力-应变关系,结合非线性梁柱单元,形成完整的型钢混凝土柱模型,并采用此模型对低周反复荷载作用下4个不同轴压比的型钢混凝土柱进行滞回性能的全过程数值模拟.研究结果表明;型钢混凝土柱具有较好的抗震性能,但在高轴压比下,耗能能力和延性下降剧烈.     

钢筋混凝土剪力墙耐火性能及抗火设计

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑结构中的重要构件,深入研究其耐火性能并进行合理科学的抗火设计至关重要。为此,简要回顾了钢筋混凝土剪力墙火灾下力学性能的研究现状,介绍了Eurocode 2、BS 8110-2、ACI 216R-89、AS 3600-2001、NS 3473E-1992、NZS 3101、GB 50045—95和GB 50016—2006规范的有关设计要求,探讨了钢筋混凝土剪力墙耐火性能及抗火设计的若干问题。