检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2008年第4期25卷 171-176页

作者：张智梅叶志明刘涛上海大学土木工程系

该文以四面受火钢筋混凝土轴心受压柱为研究对象,在利用自编钢筋混凝土温度场有限元分析程序进行大量数值分析计算的基础上,通过引入材料平均强度折减系数的概念,建立了截面材料性能随受火时间变化的规律,从而提出了一种类似常温下钢筋... 详细信息

该文以四面受火钢筋混凝土轴心受压柱为研究对象,在利用自编钢筋混凝土温度场有限元分析程序进行大量数值分析计算的基础上,通过引入材料平均强度折减系数的概念,建立了截面材料性能随受火时间变化的规律,从而提出了一种类似常温下钢筋混凝土轴心受压柱设计计算的抗火设计新方法,并编制了相应的分析程序。这种设计方法不直接依赖于具体的温度场分析,仅取决于受火时间的长短,为设计人员的抗火设计工作提供了很大便利。最后,利用大量试验数据与该文提出的方法进行了对比研究。结果表明:该文提出的钢筋混凝土轴心受压柱抗火设计方法是安全而有效的。

关键词：钢筋混凝土轴心受压柱抗火设计方法温度场折减系数

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火灾下钢筋混凝土构件的热反应数值分析和抗火设计方法研究

火灾下钢筋混凝土构件的热反应数值分析和抗火设计方法研究

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作者：张智梅上海大学

学位级别：博士

钢筋混凝土结构由于混凝土材料的热惰性而具有良好的耐火性能,然而在火灾高温的持续作用下,因材料高温性能的劣化而引发的整体结构倒塌的事件仍屡见不鲜。因此,加强和改进钢筋混凝土结构的抗火设计,通过合理的设计手段来提高结构构件的... 详细信息

钢筋混凝土结构由于混凝土材料的热惰性而具有良好的耐火性能,然而在火灾高温的持续作用下,因材料高温性能的劣化而引发的整体结构倒塌的事件仍屡见不鲜。因此,加强和改进钢筋混凝土结构的抗火设计,通过合理的设计手段来提高结构构件的抗火安全性,具有十分重要的现实意义。本文以此为出发点,在大量数值计算和理论分析的基础上,分别建立了各种钢筋混凝土构件的基于分析计算的抗火设计方法。本文的主要工作和研究成果包括: (1)建立了用于钢筋混凝土结构非线性瞬态温度场分析的有限元方程,分析中考虑了混凝土热工性能参数随温度变化的特性,并采用热流平衡迭代过程来提高温度场的求解精度;编制了钢筋混凝土结构温度场分析程序TFARC(Temperature Field Analysis of RC),可以进行稳态、线性瞬态以及非线性瞬态的一维和二维温度场的分析。通过对各类温度场问题的试验数据(或精确解)与程序的数值计算结果的对比研究表明,本文建立的温度场分析数学模型和编制的有限元分析程序TFARC是准确而可靠的。 (2)在利用温度场有限元分析程序TFARC进行大量热反应数值分析计算的基础上,通过引入材料平均强度折减系数的概念,分析了材料性能随受火时间变化的规律,并分别建立了四面受火条件下混凝土和钢筋的平均强度折减系数计算公式。 (3)分析了混凝土高温崩落现象和构件长细比对钢筋混凝土轴心受压构件抗火性能的影响,并利用混凝土和钢筋的平均强度折减系数,仿照常温时构件的设计方法建立了轴心受压构件极限抗火承载力的计算公式。 (4)建立了高温下钢筋混凝土偏心受压构件附加偏心距的计算公式利判断高温下构件大小偏心破坏的界限;利用材料平均强度折减系数和附加偏心距的计算公式建立了偏心受压构件控制截面的平衡方程,用以分析构件的抗火性能。 (5)在利用温度场有限元分析程序TFARC进行大量热反应数值分析计算的基础上,建立了三面受火条件下不同部位钢筋的强度折减系数随受火时间变化的关系,从而使钢筋高温屈服强度的确定不必依赖于钢筋的温度;根据受弯构件的高温破坏机理,利用上述钢筋强度折减系数建立了受弯构件高温抗弯承载力的计算公式。本文建立的各种构件抗火设计方法的突出优点在于:不直接依赖于具体的温度场分析,仅根据构件的受火时间即可确定构件的抗火承载力,因而大大简化了构件的抗火设计工作。最后,用大量试验数据和一些规范建议方法验证了这些方法的有效性和准确性。

关键词：钢筋混凝土轴心受压构件偏心受压构件受弯构件抗火设计方法

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不锈钢构件抗火设计方法剖析

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工业建筑 2015年第12期45卷 44-50页

作者：范圣刚孙文隽刘美景舒赣平东南大学土木工程学院南京210096 东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室南京210096 东南大学成贤学院土木工程系南京210088

基于国外现有关于不锈钢结构技术标准中的抗火设计方法,并结合已开展的相关不锈钢构件相关试验研究,对不锈钢抗火设计方法进行较为全面的剖析,通过算例分析,给出各种抗火设计方法的差异性。分析表明:欧洲EN 1993-1-2与欧洲《不锈钢设计... 详细信息

基于国外现有关于不锈钢结构技术标准中的抗火设计方法,并结合已开展的相关不锈钢构件相关试验研究,对不锈钢抗火设计方法进行较为全面的剖析,通过算例分析,给出各种抗火设计方法的差异性。分析表明:欧洲EN 1993-1-2与欧洲《不锈钢设计手册》中不锈钢梁的抗火设计方法基本相同,但基于试验的抗火设计方法计算结果偏低。而欧洲EN 1993-1-2、欧洲《不锈钢设计手册》与基于试验中不锈钢柱的抗火设计方法计算结果相近。

关键词：不锈钢构件抗火设计方法高温极限承载力方法剖析

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火灾中网架结构受力分析与设计方法

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深圳大学学报（理工版） 2011年第2期28卷 113-118页

作者：白音石永久王元清北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 清华大学土木工程系结构工程与振动教育部重点实验室北京100084

以典型大跨度平板网架结构为研究对象,基于火灾下网架结构受力性能的有限元分析方法和原理,通过大量数值计算,分析火灾高温作用下结构的整体变形和受力性能,揭示此类结构抗火受力性能的主要影响因素,给出典型跨度网架结构各种不同参数... 详细信息

以典型大跨度平板网架结构为研究对象,基于火灾下网架结构受力性能的有限元分析方法和原理,通过大量数值计算,分析火灾高温作用下结构的整体变形和受力性能,揭示此类结构抗火受力性能的主要影响因素,给出典型跨度网架结构各种不同参数下的火灾临界温度设计值.在拟夹层板设计方法基础上进行理论与数值分析,获得了火灾下计算网架结构最大位移值的简化计算方法———修正拟夹层板法.在适用范围内,该法可简便算出火灾下网架结构的最大变形值.

关键词：结构工程抗火设计方法数值模拟网架结构受力性能临界温度

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单层网壳在高温状态下的整体稳定承载力分析

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中国科学：技术科学 2013年第3期43卷 291-297页

作者：白音翟建磊石永久王元清北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 清华大学土木工程系结构工程与振动教育部重点实验室北京100084

在对单层网壳火灾升温下非线性分析原理总结的基础上,通过对约800例4种常见形式的单层球面网壳结构(K8型、短程线型、施威德勒型及联方型),在设置不同几何参数的条件下,进行了整体不均匀升温、局部高温下的双重非线性有限元全过程分析,... 详细信息

在对单层网壳火灾升温下非线性分析原理总结的基础上,通过对约800例4种常见形式的单层球面网壳结构(K8型、短程线型、施威德勒型及联方型),在设置不同几何参数的条件下,进行了整体不均匀升温、局部高温下的双重非线性有限元全过程分析,得到了其弹塑性稳定承载力的计算结果.并通过数学回归得到了火灾下单层网壳结构弹塑性稳定承载力计算表达式,给出单层网壳结构的实用抗火设计方法.

关键词：单层球面网壳火灾弹塑性稳定承载力抗火设计方法

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钢筋混凝土结构抗火研究进展

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自然灾害学报 2007年第1期16卷 127-135页

作者：张智梅叶志明刘涛上海大学土木工程系

在大量阅读中外文献的基础上,总结了目前国内外钢筋混凝土结构抗火研究的现状和成果,包括:钢筋混凝土结构在火灾中所处的环境;材料、构件及结构的高温性能;结构的抗火设计方法和灾后结构的损伤评估和修复加固方案等4个方面。最后,对其... 详细信息

在大量阅读中外文献的基础上,总结了目前国内外钢筋混凝土结构抗火研究的现状和成果,包括:钢筋混凝土结构在火灾中所处的环境;材料、构件及结构的高温性能;结构的抗火设计方法和灾后结构的损伤评估和修复加固方案等4个方面。最后,对其未来的研究方向进行了展望。

关键词：钢筋混凝土结构温度场高温性能抗火设计方法检测和加固

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钢管混凝土异形柱及其框架结构耐火性能研究

钢管混凝土异形柱及其框架结构耐火性能研究

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作者：卫璇重庆大学

学位级别：博士

钢管混凝土异形柱兼具异形柱和钢管混凝土柱的特点,可有效解决室内柱楞突出的问题,提高室内空间利用率;同时钢管混凝土异形柱具有承载力高、抗震性能好、施工便捷等优点。目前,对常温环境下钢管混凝土异形柱及其框架结构的力学性能研究... 详细信息

钢管混凝土异形柱兼具异形柱和钢管混凝土柱的特点,可有效解决室内柱楞突出的问题,提高室内空间利用率;同时钢管混凝土异形柱具有承载力高、抗震性能好、施工便捷等优点。目前,对常温环境下钢管混凝土异形柱及其框架结构的力学性能研究已较为广泛,但对其耐火性能研究相对较少。钢管混凝土异形柱主要应用于住宅和办公楼等建筑,此类建筑火灾发生率较高,造成的人员伤亡和经济损失较为严重,所以对钢管混凝土异形柱及其框架结构耐火性能的研究至关重要。基于此,本文通过试验和有限元模拟的方法对钢管混凝土异形柱及其框架结构的耐火性能进行了研究,具体内容如下:(1)对12个等肢钢管混凝土异形柱在偏心荷载作用下的耐火性能进行了试验研究,试验采用ISO-834标准升温曲线。实测了试件截面温度和轴向位移随受火时间的变化规律,得到了试件的破坏模式和耐火极限。分析了截面形状、加劲形式、偏心距和荷载角等参数对钢管混凝土异形柱耐火性能的影响。(2)通过有限元软件ABAQUS建立了钢管混凝土异形柱热-力耦合数值模型,通过试验结果对模型进行了验证。利用Python语言编程对钢管混凝土异形柱进行了参数化建模(共计4016个有限元模型),分析了荷载比、长细比、柱肢厚度、柱肢高厚比、荷载偏心率、含钢率、材料强度和荷载角对钢管混凝土异形柱耐火极限的影响,提出了相应的耐火极限计算公式。(3)对4个具有防火保护层的等肢钢管混凝土异形柱在偏心荷载作用下的耐火性能进行了试验研究,分析了截面形状和防火涂料厚度对试件耐火性能的影响。建立了有限元模型,并通过参数分析(共计465个有限元模型),研究了荷载比、长细比、荷载偏心率、防火涂料厚度等主要设计参数对构件耐火极限比值的影响规律,提出了钢管混凝土异形柱防火涂料厚度的计算方法。(4)建立了钢管混凝土异形柱-U形钢组合梁单层单跨框架结构有限元模型,梁与柱采用竖向肋板进行连接。通过有限元计算和参数分析,对钢管混凝土异形柱框架结构在火灾下的工作机理进行了分析,研究了各设计参数对框架结构耐火性能的影响。对比了框架柱和铰接柱构件的耐火极限,提出了框架柱抗火设计方法。

关键词：钢管混凝土异形柱温度场耐火极限防火保护层抗火设计方法

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不同地震损伤下钢管混凝土柱的抗火性能研究

不同地震损伤下钢管混凝土柱的抗火性能研究

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作者：唐琦重庆大学

学位级别：硕士

地震后易发生火灾等次生灾害,造成大量人员伤亡和财产损失。钢管混凝土柱因其优良的性能被广泛应用于工程实际中。但目前尚未有不同地震损伤下钢管混凝土柱抗火性能研究的试验和分析,也未提出不同地震损伤下钢管混凝土柱的抗火承载力计... 详细信息

地震后易发生火灾等次生灾害,造成大量人员伤亡和财产损失。钢管混凝土柱因其优良的性能被广泛应用于工程实际中。但目前尚未有不同地震损伤下钢管混凝土柱抗火性能研究的试验和分析,也未提出不同地震损伤下钢管混凝土柱的抗火承载力计算方法。因此本文开展了经历不同地震损伤后的钢管混凝土柱的试验研究和理论分析,主要包括以下内容:(1)本文分别开展了4个方形和圆形截面的钢管混凝土柱试件拟静力试验,实测了试件的水平荷载-位移关系,获得试件不同程度的损伤。然后开展了不同地震损伤下的钢管混凝土柱试件的高温试验,实测其三个关键截面上测量点的温度-时间关系、轴向变形-时间关系和耐火极限,获得了不同地震损伤下钢管混凝土柱的破坏模式。(2)基于ABAQUS软件,确定了在恒定轴力,往复推力作用下合理的钢管本构模型、混凝土的本构及损伤模型,建立了钢管混凝土柱试件的压弯滞回模型,对比试验结果,验证了建模方法的可靠性。(3)基于ABAQUS软件,确定了合理的钢材和混凝土热工参数、混凝土热力本构模型以及考虑在压弯滞回作用下钢管屈服强度强化的热力本构模型,建立钢管混凝土柱的温度场模型,并利用ABAQUS中的数据传递功能,将压弯滞回模型与温度场模型结果作为初始和升温条件导入热力耦合模型。将模拟结果对比试验结果,验证了建模方法的可靠性。(4)引入损伤因子的概念,分析了钢管厚度,钢管屈服强度,轴压比,损伤程度等因素对钢管混凝土柱耐火极限的影响规律,结合韩林海提出的耐火极限公式,提出了震损折减系数,并在大量参数分析的基础上,回归分析出震损折减系数的计算公式,从而得到不同地震损伤下钢管混凝土柱的耐火极限实用计算方法。

关键词：钢管混凝土柱地震次生火灾损伤因子抗火设计方法

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火灾下圆钢管约束钢筋混凝土短柱受力性能研究

火灾下圆钢管约束钢筋混凝土短柱受力性能研究

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作者：张瑞芝重庆大学

学位级别：硕士

因钢管外露,钢管约束钢筋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,但目前关于火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱受力性能的研究较少。本文对火灾下圆钢管约束钢筋混凝土轴压和偏压短柱进行了试验研究和理论分析,具体研究... 详细信息

因钢管外露,钢管约束钢筋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,但目前关于火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱受力性能的研究较少。本文对火灾下圆钢管约束钢筋混凝土轴压和偏压短柱进行了试验研究和理论分析,具体研究工作如下:(1)进行了16个ISO-834标准火灾作用下圆钢管约束钢筋混凝土短柱轴压和偏压试验,实测了构件截面关键测点温度、轴向变形与变形速率及耐火极限,并获得了火灾下轴压构件和偏压构件的破坏模式;分析了荷载比、偏心率和钢管含钢率对火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱截面温度场、变形和耐火极限的影响规律。(2)引入了钢材和混凝土的热工参数和热力学指标,基于有限元软件ABAQUS建立ISO-834标准火灾作用下圆钢管约束钢筋混凝土柱温度场模型和耐火极限模型,基于试验结果验证了有限元模型的可靠性;分析了升温时间、截面尺寸和钢管含钢率等对圆钢管约束钢筋混凝土柱温度场的影响,并分析了荷载比、截面尺寸、长细比、偏心率、材料强度(钢管、钢筋和混凝土)、钢管含钢率和配筋率等因素对圆钢管约束钢筋混凝土柱耐火极限的影响。(3)建议了ISO-834标准火灾作用下圆钢管约束钢筋混凝土柱中的钢管、钢筋及混凝土温度的简化计算公式;基于温度结果考虑材料高温折减,提出了ISO-834标准火灾作用下圆钢管约束钢筋混凝土柱强度承载力计算方法;基于参数分析结果进行了回归分析,提出了ISO-834标准火灾作用下圆钢管约束钢筋混凝土短柱承载力和耐火极限实用计算公式。

关键词：圆钢管约束钢筋混凝土短柱抗火性能抗火设计方法

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轴心受压高强度Q960钢柱抗火性能试验研究

轴心受压高强度Q960钢柱抗火性能试验研究

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作者：黄丹重庆大学

学位级别：硕士

高强度钢材以其强度高、自重轻、节约空间等特点在结构工程中尤其是高层结构以及大跨度结构中得到了越来越广泛的应用。但与普通钢类似,高强钢耐火性能较差。钢柱作为钢结构体系中的重要构件,一旦因火灾发生破坏,将会严重影响到结构的... 详细信息

高强度钢材以其强度高、自重轻、节约空间等特点在结构工程中尤其是高层结构以及大跨度结构中得到了越来越广泛的应用。但与普通钢类似,高强钢耐火性能较差。钢柱作为钢结构体系中的重要构件,一旦因火灾发生破坏,将会严重影响到结构的安全。因此,各国均出台了相应的防火设计规范,但这些规范是基于普通钢结构的试验数据提出的,对于高强钢结构的适用性还有待商榷,而国内针对高强度钢构件的抗火性能研究还不充分。本文以轴心受压焊接H形高强度Q960钢柱为对象,对其抗火性能展开试验研究、有限元分析和理论分析,主要内容如下:(1)高强度Q960钢柱常温承载力试验:考虑不同长细比,对2根Q960钢柱进行常温承载力试验。测量并记录了试验过程中钢柱应变、轴向位移、侧向位移及轴力随时间的变化情况,得到了Q960钢柱常温下的极限承载力以及破坏模式。(2)高强度Q960钢柱抗火性能试验:考虑不同长细比、荷载比和升温速率,对6根Q960钢柱进行瞬态试验。测量并记录了试验过程中炉温、柱温、钢柱轴向位移和侧向位移随时间的变化情况,得到了Q960钢柱的临界温度、耐火极限和破坏模式。(3)高强度Q960钢柱抗火性能有限元分析;采用ABAQUS有限元分析软件,引入Q960钢高温性能参数,建立考虑初始缺陷和蠕变效应的Q960钢柱热力耦合分析模型。通过与试验数据对比验证模型的准确性后,系统地分析了荷载比、长细比、初弯曲、蠕变效应和残余应力等参数对轴心受压焊接H形Q960钢柱抗火性能的影响,分析了不同钢材强度对钢柱抗火性能的影响。(4)高强度Q960钢柱抗火设计方法:通过与有限元分析结果的对比,讨论现行防火设计规范对轴心受压Q960钢柱的适用性。基于理论分析提出适用于轴心受压焊接H形高强度Q960钢柱的高温下稳定验算参数;基于有限元分析结果提出适用于轴心受压焊接H形高强度Q960钢柱的临界温度计算方法。

关键词：高强Q960钢轴心受压钢柱抗火性能抗火设计方法

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