基于多尺度建模钢管混凝土组合框架耐火性能数值模拟

该文建立了受火区域采用实体单元和壳单元的精细模型、非受火区域采用梁柱模型的钢管混凝土柱-钢梁平面框架耐火性能分析的有限元计算模型,计算结果与试验结果吻合较好。利用上述模型对局部火灾下钢管混凝土柱-钢梁平面框架的破坏形态、破坏机理、变形及内力重分布规律进行了研究。分析表明,火灾下钢管混凝土柱-钢梁平面框架出现了2种典型的破坏形态:第1种为由受火钢梁整体失稳导致的框架局部破坏形态;第2种为由受火钢管混凝土柱破坏导致的框架整体破坏形态。

开展了3榀单层双跨约束钢筋混凝土框架在iso834标准升温过程下的明火试验,考察了框架的高温反应及其破坏形态,分析了约束钢筋对框架耐火性能的影响。试验结果表明:(1)由于框架梁的高跨比较大,框架在荷载和高温作用下的破坏形态主要表现为框架梁的剪切破坏,破坏区基本集中在加载点与柱顶之间的斜向区域;(2)在框架梁破坏的最后时刻,由于其跨中挠度急速增大,梁内纵向钢筋将以类似悬链索的形式发挥作用;(3)约束钢筋虽然在升温中、前期对左、右框架边柱顶端之间相对距离的增大效应具有一定抑制作用,但对框架的耐火极限影响不大。

为研究薄壁钢管混凝土柱的耐火性能,进行4个方形薄壁钢管混凝土柱在标准升温曲线下的耐火试验。试验参数为荷载偏心率、是否设置加劲肋以及是否设置防火保护。基于试验结果,研究方形薄壁钢管混凝土柱在高温下的破坏模态、温度场分布和耐火极限,并将其耐火性能和普通钢管混凝土柱进行比较。试验结果表明,方形薄壁钢管混凝土柱具有较好的耐火性能。

就国内外的研究结果,总结普通高强混凝土、钢纤维高强混凝土和聚丙烯高强混凝土高温后的强度和耐久性、渗透性能恶化的规律。综合阐述高强混凝土的耐火性能,并深入探讨高强混凝土高温爆裂机理,影响爆裂的主要因素及防治方法,并对高强混凝土耐火性能的研究方向提出建议。

平面钢框架结构耐火性能研究——本文建立了局部火灾下平面钢框架耐火性能分析的有限元模型，模型得到了实验结果的验证；在此基础上，研究了火灾发生位置、柱保护层厚度等对平面钢框架结构火灾下的变形规律、破坏形式、承载机理、耐火极限的影响规律，并将耐火极...

本文建立了局部火灾下平面钢框架耐火性能分析的有限元模型,模型得到了实验结果的验证;在此基础上,研究了火灾发生位置、柱保护层厚度等对平面钢框架结构火灾下的变形规律、破坏形式、承载机理、耐火极限的影响规律,并将耐火极限的计算结果与规范进行了对比。

基于相关文献的分析研究,本文就建筑火灾对混凝土内部化学、构造、力学性能的影响以及如何提高混凝土的耐爆性能和耐火性能等研究情况作一浅述,并从城市安全运行角度直言混凝土耐爆、耐火性能研究的必要性。

通过对普通混凝土耐火性能试验的初步探讨,表明普通混凝土具有一定的耐火能力,耐火性能受强度等级和试件尺寸等因素的影响,质量损失和强度损失随温度升高和时间延长呈现规律性变化。

防火玻璃窗耐火性能数值模拟

钢管混凝土框架模型模态试验及数值模拟——目的了解钢管混凝土框架结构动力特性，为此类结构的抗震研究奠定基础．方法利用单输入单输出(siso)模态试验方法和数值模拟方法，对一榀钢管混凝土柱一h钢梁框架结构模型的动力特性进行测试分析．结果模态试验方法得到...

目的了解钢管混凝土框架结构动力特性,为此类结构的抗震研究奠定基础.方法利用单输入单输出(siso)模态试验方法和数值模拟方法,对一榀钢管混凝土柱-h钢梁框架结构模型的动力特性进行测试分析.结果模态试验方法得到结构频率、振型和阻尼比参数,数值模拟方法得到结构的固有频率和振型参数,两种方法得到结构的频率和振型符合较好.结论单输入单输出的模态试验方法适用于钢管混凝土框架结构模型的动力特性分析,得到的阻尼比参数能为数值模拟提供参考;利用abaqus6.5软件对钢管混凝土框架进行动力特性分析是可行的,得到的振型、频率等动力特性参数能为结构抗震设计提供依据,在一定程度上可以代替模型试验.

建立局部火灾下3层3跨钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架火灾下温度场和力学性能分析的有限元模型。在此基础上,研究了三种平面框架结构的耐火极限状态、不同受火工况和梁荷载水平条件下框架结构的变形和破坏规律、受火梁的内力状态以及结构耐火极限的规律,并对三种平面框架的耐火性能进行了比较。

底框架结构因其自身特点耐火性较差,可能在火灾中发生倒塌。为正确评估该类结构的耐火性能,以木方为燃料进行6栋建筑火灾试验。结果表明:①与钢筋混凝土全框架相比,底框架结构耐火性差,当下部商业用房存在较多可燃物,人为干预火灾失效时倒塌可能性较大。②钢筋混凝土构件在火灾中的热膨胀变形较大,混凝土的后期强度对耐火性能影响也很大,评估或预测该类结构的耐火性能时必须考虑温度内力和混凝土的后期强度。③混凝土龄期在1年半以上,立方体强度不超过50mpa时,火灾中一般不会发生爆裂。④建筑物竖向变形和中柱裂缝可作为中柱失效的预兆:在火灾轰燃后60min以上,当建筑物竖向变形在10min内压缩均值达到2mm;当四面受火柱的混凝土本体在其截面宽度(或高度)中间部位发生竖向裂缝,尤其是形成较长或较宽裂缝,或某处出现较密集裂缝时。建议:当下部商用房间火灾荷载较大时,采用增大截面尺寸的方式适当降低轴压比。

英国某测试认证机构近期为澳大利亚提供了一款新型耐火性能试验能炉。该耐火性能试验炉获得了澳大利亚国家检测机构协会(nata)、墨尔本耐火性能实验室与消防安全顾问办公室的认证。该炉为澳大利亚第一台耐火性能试验炉,适用于全尺寸试验,炉容量大,可测试水平结构与垂直结构样本的耐火性能。

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。

英国某测试认证机构近期为澳大利亚提供了一款新型耐火性能试验能炉。该耐火性能试验炉获得了澳大利亚国家检测机构协会（nata）、墨尔本耐火性能实验室与消防安全顾问办公室的认证。该炉为澳大利亚第一台耐火性能试验炉，适用于全尺寸试验，炉容量大，可测试水平结构与垂直结构样本的耐火性能。

简要介绍了钢—混凝土组合结构的形式、优势及其抗火性能,运用ansys软件,分析了钢管混凝土的截面温度场分布,体现了其优越性,并总结了常见的耐火保护方法,以供参考。

对常温下承载能力和刚度接近的钢管混凝土柱—钢梁平面框架、型钢混凝土平面框架、钢筋混凝土平面框架火灾下的破坏形态和耐火极限进行了对比分析。研究表明,三种框架的破坏形态存在明显差别,钢管混凝土框架出现了钢梁破坏,其他两种框架出现了受火柱破坏,型钢混凝土框架耐火性能最好。

该文建立了局部火灾下钢筋混凝土平面框架结构耐火性能的有限元模型,在此基础上研究了火灾高温下框架结构的变形规律、结构的破坏机制、塑性铰分布规律、受火梁的内力和应力状态。该文分析了框架柱轴压比和火灾发生位置对平面框架结构耐火性能的影响规律,并初步探讨了平面框架结构整体的耐火极限和构件耐火极限之间的关系。

局部火灾下钢筋混凝土平面框架结构的耐火性能研究

通过对压型钢板组合楼板临界温度和升温时间的探讨,分析组合楼板的耐火性能,通过试验数据和理论计算,验证了台湾钢结构同行提出的只要组合楼板的混凝土厚度达到150mm即可不用楼承钢板防火涂料的说法,达到降低造价促进压型钢板组合楼板应用和发展的目的。

进行了8个轴心受压或偏心受压矩形钢管混凝土柱,按iso—834和gb/t9978—1999规定的标准升温曲线升温作用下耐火极限的实验研究。实验结果表明,截面尺寸和防火保护层厚度对构件耐火极限的影响较大,而荷载偏心率的影响则相对较小。分析结果还表明,国家规范gb50045—95中钢结构柱防火保护层厚度的确定方法不适合于矩形钢管混凝土柱。在大规模参数分析结果的基础上,提出了矩形钢管混凝土柱耐火极限及防火保护层厚度的简化计算公式,公式的计算结果与数值计算结果和实验结果均吻合较好,且总体上偏于安全。本文的研究成果可为有关矩形钢管混凝土工程进行抗火设计时提供参考。