钢筋混凝土梁升降温全过程温度场分析

文章主要利用了SAFIR有限元分析软件对火灾下钢筋混凝土梁升降温全过程的温度场进行分析和计算,并采用该分析软件计算结果与火灾试验结果对比分析,探讨了高温下钢筋混凝土梁升降温全过程截面温度场的分布规律,为预测火灾后钢筋混凝土梁的损失提供参考依据。     

火灾下钢筋混凝土板温度场确定的有限元方法

利用有限元方法分析了火灾温度作用下钢筋混凝土板内部温度场的分布 ,用 FORTRAN语言编制了计算机程序。程序计算的结果与试验结果相吻合较好     

火灾下钢筋混凝土板温度场的计算

考虑了水蒸气的影响,利用ABAQUS有限元软件对火灾下钢筋混凝土板的温度场进行了分析,计算结果与实验结果吻合较好,从而为进一步深入认识钢筋混凝土板的高温力学性能创造了条件。     

基于ANSYS的火灾下楼板的温度场研究

利用有限元分析软件ANSYS对火灾情况下楼板的温度场进行分析,获得了楼板截面温度场的分布规律,计算结果与试验结果吻合良好,为进一步研究钢筋混凝土楼板高温下的力学性能创造了条件.     

基于ABAQUS的火灾下楼板的温度场研究

利用有限元分析软件ABAQUS对火灾情况下楼板的温度场进行了分析,获得了楼板截面温度场的分布规律,计算结果与试验结果吻合良好,从而为进一步深入认识钢筋混凝土楼板的高温下力学性能创造了条件.     

基于ANSYS的火灾下楼板的温度场研究

利用有限元分析软件ANSYS对火灾情况下楼板的温度场进行分析,获得了楼板截面温度场的分布规律,计算结果与试验结果吻合良好,从而为进一步深入认识钢筋混凝土楼板的高温下力学性能创造了条件。     

玻化微珠整体式保温隔热建筑结构耐火性研究

介绍了玻化微珠整体式保温隔热建筑的概念,根据火灾时室内的温度一时间关系和钢筋混凝土结构的热传导方程,借助有限元分析软件ANSYS,对火灾作用下钢筋混凝土楼板截面温度场进行了计算,获得楼板截面温度场分布规律,证明了玻化微珠整体式保温隔热建筑具有良好的耐火性能.     

均布荷载下钢筋混凝土梁非线性有限元分析

通过对一钢筋混凝土简支梁的分析，利用大型通用有限元软件ANSYS对其在均布荷载作用下的力学性能进行模拟，并对计算结果进行了分析比较，以促进均布荷载下钢筋混凝土简支梁的力学性能的研究。     

火灾下钢筋混凝土结构三维温度场的数值模拟

研究受火钢筋混凝土构件内部温度场随时间的变化对于分析高温下建筑结构强度、形变的变化规律以及建筑结构的抗火性能是至关重要的.基于三维非稳态导热微分方程,用控制容积法建立了火灾环境下钢筋混凝土三维非稳态温度场的离散格式.计算了火灾环境下一钢筋混凝土楼板的三维非稳态温度场,其结果与文献报道的试验数据基本一致.还计算了一个由楼板、梁、柱和砖墙构成的钢筋混凝土整体结构在火灾中5 h的温度场.计算表明,各受火面在三维方向上的温度分布不是均匀的,火灾下建筑整体结构的温度场计算是一个三维问题;受火表面温度受到内部钢筋的影响而呈现波浪形分布;楼板和柱子的钢筋耐火极限应该同时被考虑.     

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。     

相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱抗火性能

为研究相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱的耐火极限,运用ABAQUS建立了ISO 834标准火灾作用下方钢管约束型钢混凝土柱的有限元模型,包括温度场分析模型和耐火极限分析模型,用已有的相关试验进行验证,并分析了截面温度场和力学性能的变化规律。在此基础上分析荷载比、计算长度、型钢含钢率、截面尺寸、混凝土强度等参数对构件耐火极限的影响规律。基于上述规律并结合大量计算结果定量给出了相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱的耐火极限简化计算式。结果表明:荷载比和计算长度对构件耐火极限影响较大,随着荷载比和计算长度的增加,构件的耐火极限呈线性降低; 截面尺寸对构件的耐火极限影响较大,随着截面尺寸的增加,构件的耐火极限呈线性增加; 随着型钢含钢率的增加,构件的耐火极限增加并不明显; 耐火极限计算式计算精度良好,可为相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱抗火设计提供参考。     

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。     

三面受火钢筋混凝土梁温度场非线性分析

根据三面受火钢筋混凝土梁离散体积单元的能量守恒原理，建立了有限差分平衡方程，在合理确定混凝土热工参数基础上，采用增大混凝土质量热容的方法，考虑混凝土中自由水与结合水的物理化学反应对混凝土温度场的影响。通过编制三面受火钢筋混凝土梁截面温度场非线性有限差分程序，并结合火灾情况下钢筋混凝土梁温度场的试验结果，合理地确定了混凝土质量热容放大系数和混凝土表面换热系数的计算式。结果表明：三面受火钢筋混凝土梁温度场的计算结果与试验结果符合较好，为进一步研究火灾情况下钢筋混凝土梁力学性能和耐火极限提供了条件。     

Nonlinear analysis of reinforced concrete cross-sections exposed to fire

A nonlinear structural analysis of cross-sections of three-dimensional reinforced concrete frames exposed to fire is presented. The analysis includes two steps: the first step is the calculation of the transient temperature field in cross-sections exposed to fire and the second step is the determination of the mechanical response due to the effect of thermal and mechanical load. A nonlinear finite-element procedure is proposed to predict the temperature field history. In this thermal analysis, the effect of moisture has been taken into account by introducing a water vapor fraction function to define the variation of enthalpy. A mechanical nonlinear analysis of the cross-sections is performed for each temperature distribution and for the applied exterior load using an algorithm of arc-length control. The mechanical and thermal properties of concrete and steel are taken according to the European Standard ENV 1991-1-2 [ENV. Eurocode 2, design of concrete structures, part 1–2: general rules—structural fire design. ENV 1992-1-2, 1995]. In order to validate the proposed thermal and mechanical models, comparisons between numerical and experimental results have been performed. The agreement found is in both cases, fairly good. In addition, a numerical example of the structural analysis of several cross-sections of a reinforced concrete waffle slab under external load and fire is shown.     

HRBF500级钢筋混凝土梁受火后力学性能试验研究

以HRBF500级钢筋混凝土梁为研究对象进行了常温下和受火后细晶粒钢筋混凝土梁的力学性能试验。在不同的受火时间作用下进行了5根细晶粒钢筋混凝土梁的明火试验,自然冷却至室温,然后进行静载试验。通过试验,观察其受火破坏现象、静载破坏形态和在不同工况下混凝土梁受火后剩余承载力的变化; 进行了2根细晶粒钢筋混凝土梁常温下的静载试验,得到荷载 挠度曲线关系,并与受火后的细晶粒钢筋混凝土梁剩余承载力进行比较。试验结果表明：高温对细晶粒钢筋混凝土梁的损伤很大,受火时间、配筋率、预加荷载对混凝土梁耐火性能有影响;受火时间越长,其剩余承载力越小;配筋率越小,其火灾后的剩余承载力越小;预加荷载降低梁的剩余承载力。     

高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究

通过钢筋混凝土框架的火灾全过程分析,初步探讨高温下钢筋混凝土框架的内力重分布规律。推导建立了高温下钢筋混凝土的简化梁单元模型,编制了钢筋混凝土框架高温反应的全过程分析程序,程序的正确性得到了其他学者试验结果的验证。选取1榀单层3跨的钢筋混凝土框架,针对不同梁柱线刚度比和不同柱子轴压比的情况分别进行了该框架的高温反应分析,考察了部分控制截面的内力重分布规律。研究结果表明,高温下框架结构产生剧烈的内力重分布,其中框架梁的轴力和梁端弯矩变化尤为剧烈,成为影响框架结构其他控制截面内力变化的主要因素之一;随着梁柱线刚度比和柱子轴压比增大,框架梁的轴向压力逐渐加大。在结构层次上开展钢筋混凝土框架的耐火研究,可更为全面科学地把握不同构件的最不利受力状况。     

受火后钢筋RPC简支梁受力性能试验研究

为了研究受火后活性粉末混凝土(RPC)构件的力学行为及其变形性能,完成5根受火后钢筋RPC简支梁受弯试验,获得了梁的正截面剩余承载力、荷载 跨中位移曲线及裂缝发展规律,考察了配筋率、荷载水平、受火时间等因素对受火后钢筋RPC简支梁受力性能的影响,并将试验结果与常温下受力性能进行对比分析。结果表明：配筋率为220%~5.13%、受火时间135min时,受火后钢筋RPC简支梁均保持为适筋破坏,且配筋率越大,剩余承载力越高,荷载水平越高、受火时间越长,剩余承载力越低;通过简化计算模型得到受火后钢筋RPC简支梁正截面剩余承载力计算值,与试验值吻合较好;受火后配筋率不低于3.94%的各试验梁剩余承载力与常温下相比降低了10%左右,钢筋RPC简支梁受明火作用后的承载力损失较小。     

火灾高温作用下钢筋混凝土梁截面温度场的计算与分析

采用有限元—差分相结合的方法编制了钢筋混凝土梁构件截面内部瞬态温度场计算分析的程序,验证表明与精确解符合程度较好。并应用该分析程序进行了三面受火的混凝土矩形梁构件在不同时刻截面内部温度场的计算与分析,对计算结果也进行了对比验证,精确度较高,由此得到混凝土梁构件在各种情况下的截面温度场及其分布的特点与规律,为进一步研究钢筋混凝土梁构件的抗火性能提供了基础。     

高温后钢筋混凝土材料性能的研究

在阅读众多国内外文献的基础上,总结了目前国内外高温后钢筋混凝土材料性能的研究现状:分别从均匀温度场和非均匀温度场两种作用环境概括了混凝土材料和钢筋混凝土材料在单一荷载作用及多种荷载形式作用下的力学性能试验的研究成果,并且尝试对其机理做了初步的理论探讨.进一步对高温后钢筋混凝土材料性能的研究方向进行了展望.     

钢筋混凝土预损伤梁的火灾行为相似性研究

为研究不同比例钢筋混凝土预损伤梁火灾行为的相似性,在已有缩尺模型明火试验的相似理论基础上,对不同几何尺寸比例的3根钢筋混凝土无损梁和9根因经历常温静载试验而产生不同程度预损伤的梁开展明火试验。试验结果表明：采用热辐射模型确定不同比例梁明火试验的升温曲线,可以较好地实现不同比例梁在相应时间点截面温度分布相似;明火试验前形成的宽度在2 mm以下的裂缝对不同比例梁温度场的相似性影响不大,仅影响局部混凝土温度,明火试验前梁上已有的残余变形对其耐火极限影响不大;将不同比例梁受火时间的相似比由几何比例的平方调整为几何比例的1.8次方,可以实现预损伤程度相同的不同比例钢筋混凝土梁挠度变化以及耐火极限相似,从而实现由缩尺模型梁的火灾下力学行为预测足尺原型梁的火灾力学行为。