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1 绪论
1.1 引言
1.2 火灾及试验技术
1.3 材料高温性能
1.4 板构件火灾行为
1.5 结构中楼板火灾行为
1.6 本书内容
2 温度场分析
2.1 引言
2.2 理论模型
2.3 温度程序设计
2.4 算例分析
2.5 本章小结
3 钢筋混凝土双向板数值分析
3.1 引言
3.2 单元模型
3.3 本构模型
3.4 非线性方程解法
3.5 程序设计
3.6 常温下数值验证与分析
3.7 瞬态热应变模型分析
3.8 高温下模型验证与分析
3.9 应变参数分析
3.10 本章小结
4 混凝土双向板火灾行为理论分析
4.1 引言
4.2 经典理论
4.3 修正板块平衡法(常温)
4.4 修正板块平衡法(高温)
4.5 本章小结
5 结构中楼板火灾试验研究
5.1 引言
5.2 试验楼概况
5.3 试验方案
5.4 试验结果
5.5 温度场分析
5.6 本章小结
6 结语
参考文献2100433B
《火灾下混凝土双向板非线性分析》主要论述了混凝土双向板的火灾试验研究及火灾行为的理论分析方法,反映了近年来国内外在钢筋混凝土板火灾行为研究方面的部分新进展,其中包括《火灾下混凝土双向板非线性分析》作者所取得的研究成果。全书共分6章,主要内容为:温度场分析、混凝土双向板数值分析方法、混凝土双向板*限承载力理论分析方法和结构中混凝土连续板火灾试验研究等。
《火灾下混凝土双向板非线性分析》可供高等院校有关专业师生以及从事混凝土板抗火工程设计和科研工作的技术人员使用。
【混凝土徐变】是指混凝土在长期应力作用下,其应变随时间而持续增长的特性(注意,弹性变形应变不会随时间而持续增长)。 在长期荷载作用下,结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象称为徐变。一般建筑...
非线性负载是指内含整流设备的负载。在电子线路中,电压与电流不成线性关系,在负载的投入、运行过程中,电压和电流的关系是经常变化的。所谓非线性,就是自变量和变量之间不成线性关系,成曲线或者其他关系。用函数...
线性负载:linear load 当施加可变正弦电压时,其负载阻抗参数(Z)恒定为常数的那种负载。在交流电路中,负载元件有电阻R、电感L和电容C三种,它们在电路中所造成的结果是不相同的。在纯电阻电路中...
FRP筋混凝土双向板的非线性分析程序设计
采用三维二十节点等参单元,整体式有限元模型(将FRP筋分布到混凝土单元中),对集中荷载作用下FRP筋混凝土双向板的开裂及极限冲切承载力进行了非线性数值分析.混凝土材料的本构关系采用非线性弹性理论中的全量E-ν型,破坏准则选取改进的Ottosen四参数公式,裂缝模型选取弥散裂缝模型.经过以上处理,编制了有限元分析程序.程序计算结果与实验数据的比较表明:计算结果与试验值符合良好,分析过程合理,选用合理的材料本构模型、破坏准则和裂缝模型,利用本文程序可以较好地模拟FRP筋混凝土双向板的试验过程.
火灾下钢筋混凝土梁非线性有限元分析
火灾下钢筋混凝土梁非线性有限元分析
为了深入研究面内约束作用下混凝土板火灾行为,本项目开展约束作用下混凝土双向板火灾试验、数值模拟和理论分析。 试验方面:通过十块不同面内约束工况混凝土双向板火灾试验,获得炉温、混凝土和钢筋温度、板平面外(内)变形、板角(平面内)约束力等随时间变化规律,观测了试验中混凝土板裂缝及破坏特征。 研究表明,由于板角约束作用,简支板及单(双)向面内约束板均出现板角弧形斜裂缝;与火灾下简支板不同,单(双)向面内约束板板顶均易出现通长裂缝,且单(双)向约束作用倾向于增加试验板竖向变形,原因在于约束作用引起的P-δ效应。 数值方面:根据热弹塑性理论和板壳单元,考虑面内约束作用和含水率影响,建立了混凝土双向板数值模型,发展程序对面内约束混凝土试验板进行数值分析,获得了几何(非)线性和混凝土膨胀应变对约束试验板变形、弯矩分布和薄膜机理影响规律。此外,通过参数分析研究了约束类型、约束水平、长宽比、配筋率和板厚等对面内约束混凝土板温度场、变形、破坏模式和耐火极限等影响。研究表明,对任一约束工况,较大混凝土膨胀应变导致约束板较大变形,且几何非线性影响不可忽略;面内约束作用倾向于降低跨中弯矩和增大板边负弯矩,且不利于板大变形阶段受拉薄膜效应发展;约束板火灾行为取决于约束类型、约束水平和长宽比等相互作用。 理论方面:基于塑性铰线理论,考虑受拉薄膜效应,提出钢筋应变差概念和应变破坏准则,结合板块内力平衡方程,建立常温及火灾下面内约束混凝土双向板承载力计算方法。研究表明:钢筋应变差理论所得薄膜效应阶段混凝土双向板荷载-位移曲线较为合理,且能够确定混凝土双向板极限状态及相关参数。 本项目研究成果可为实际工程中提高混凝土双向板抗火性能提供参考。 2100433B
本项目拟利用试验炉,对面内约束作用下钢筋混凝土双向板进行火灾试验;试验时测量沿板厚方向混凝土和钢筋温度,以及板的平面外和平面内变形;同时,考察试验过程混凝土板裂缝及破坏特征,与已有受火简支板的破坏特征进行对比。. 根据热弹塑性理论和板壳单元,考虑面内约束作用的影响,建立混凝土双向板数值模型;发展相应的计算程序,结合试验结果,验证计算模型及程序的有效性;利用程序,分析主要参数(跨厚比、配筋率和面内约束作用等)对混凝土双向板火灾行为的影响规律。此外,基于修正板块平衡法,同样考虑面内约束作用,建立火灾下混凝土双向板的极限承载力计算方法,并将计算结果和试验结果进行对比。
在已完成的12块不同边界条件钢筋混凝土双向板足尺抗火试验的基础上,拟对结构中的2块1×1跨钢筋混凝土双向板、2×2跨和3×2跨连续双向板进行试验。试验内容主要包括:结构中的钢筋混凝土双向板在使用荷载下按照国际标准ISO834升温曲线进行抗火试验,研究双向板的裂缝发展情况、破坏模式、极限承载力;测试双向板沿厚度方向的温度场分布以及板的挠度随火灾持续时间的变化规律;结构中与双向板相连的其他构件和支承部分的内力重分布情况。通过试验,可以研究结构中板的约束部分对混凝土双向板火灾行为的影响,同时可与已有的双向板抗火试验结果相比较。. 在理论和计算分析方面,根据有限变形力学原理和Mindlin板理论,编制有限元程序分析结构中双向板在火灾作用下的力学行为及板的薄膜效应;应用板块平衡法和能量法建立计算双向板的极限承载力计算模型,从而为建筑结构的抗火设计提供可靠的理论依据,以便于工程设计。