火灾下型钢混凝土梁力学性能的研究

采用纤维模型法和有限元软件ABAQUS计算了火灾下型钢混凝土梁的变形以及耐火极限,初步了解了型钢混凝土梁的高温力学性能。在此基础上,利用纤维模型法分析了截面尺寸、截面含钢率、受拉钢筋配筋率、型钢屈服强度、钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比和钢筋的混凝土保护层厚度等参数对火灾下构件承载力的影响规律,最后提出了型钢混凝土梁耐火极限的实用计算公式。

用ANSYS分析钢-混凝土组合柱的温度场

利用有限元分析软件ANSYS对火灾情况下钢-混凝土组合柱的温度场进行分析,获得了构件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-混凝土组合结构的高温下力学性能创造了条件。

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。

火灾下钢筋混凝土墙计算模型及影响因素分析

采用有限元软件ABAQUS对火灾下钢筋混凝土墙的变形全过程进行了计算,计算结果与以往实验结果吻合较好。在此基础上,系统分析了轴压比、侧向荷载比、高厚比、墙厚度、混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、配筋率和混凝土保护层厚度对钢筋混凝土墙变形和耐火极限的影响规律。研究结果表明,受火过程中,钢筋混凝土墙在无侧向荷载且轴压比或墙厚度较大、高厚比较小等情况下容易发生反向挠度现象,在工程常用参数范围内,墙耐火极限随着轴压比、侧向荷载比、高厚比、钢筋屈服强度或配筋率的增加而减小,随着墙厚度或混凝土强度的增加而增加。

方形复合不锈钢管混凝土柱滞回性能研究

方形复合不锈钢管混凝土柱是一种新型组合构件,具有广阔应用前景,为研究其滞回性能,以轴压比(0.05、0.3和0.6)、内外管尺寸比(0.42和0.67)、柱类型(复合不锈钢管混凝土、中空夹层不锈钢管混凝土、不锈钢管混凝土)为主要参数进行8个压弯试件在往复荷载作用下的试验研究,建立方形复合不锈钢管混凝土柱滞回性能分析的有限元模型,考察各参数对侧向荷载-位移骨架线的影响规律。研究结果表明:方形复合不锈钢管混凝土柱的滞回曲线较为饱满,且比中空夹层不锈钢管混凝土柱和不锈钢管混凝土柱具有更高的极限承载力、延性和塑性耗能能力。随着外管屈服强度、夹层混凝土抗压强度的增加或者外管宽厚比、轴压比、长细比的减小,方形复合不锈钢管混凝土柱极限承载力显著增加,随着内外管尺寸比的增加或者内管径厚比的减小,极限承载力有所增加,但增加幅度不大。多数情况下,方形复合不锈钢管混凝土比复合普通钢管混凝土极限承载力高2%~20%。

火灾下铝合金方管柱的升温

采用有限元法计算了无保护层和带防火保护层铝合金方管柱在火灾下的温度场,并将计算结果与Eurocode 9升温公式以及实验结果进行比较,考察了截面形状系数、保护层厚度与导热系数比的影响规律。研究结果表明,对于无防火保护的构件,辐射安全系数为1时Eurocode 9预测结果太高,而安全系数0.15的计算结果与实测值和有限元值吻合良好,对于防火保护的构件,Eurocode 9的计算结果和有限元结果非常接近。随着截面形状系数的增加或保护层厚度与导热系数比的减小,相同时间下铝合金方管柱的平均温度越高。

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。

高强混凝土墙耐火性能的有限元分析

确定了钢材和混凝土热工参数和热-力本构关系,采用ABAQUS软件建立了火灾下高强混凝土墙温度分布和受力性能分析的有限元模型,计算结果得到以往实验结果的验证。在此基础上,对高强混凝土墙高温下的应力分布、混凝土裂缝以及重要影响因素进行了分析,初步了解了火灾下高强混凝土墙的力学性能,为进一步确定科学合理的抗火设计方法创造了条件。

带肋薄壁方钢管混凝土柱耐火极限的计算分析

采用分段积分法编制了计算带肋薄壁方钢管混凝土柱耐火极限的程序,计算结果与相关实验结果吻合较好。在此基础上,分析了柱的变形及加劲肋宽度等的影响规律,结果表明,带肋薄壁方钢管混凝土柱的耐火极限随着加劲肋宽度的增加而增加;轴压比对耐火极限的影响较大,随着轴压比的减小,构件的耐火极限增加;除较小加劲肋宽度且低荷载的情况之外,在薄壁钢管混凝土柱内部设置纵向加劲肋能够提供一定的安全储备。

火灾下梁柱连接节点力学性能研究

节点是结构受力的关键部位,深入了解和研究其在火灾下的力学性能至关重要。采用有限元软件ABAQUS建立火灾作用下节点的温度分布和受力性能的分析模型,理论计算结果得到试验结果的初步验证。利用理论模型,初步分析了火灾作用下梁柱节点温度场及其力学性能的变化规律。

SRC和RC柱耐火性能和抗火设计的若干问题探讨

扼要介绍了影响型钢混凝土SRC和RC钢筋混凝土柱耐火极限的可能因素主要有截面尺寸、构件长细比、火灾荷载比、截面配筋率、截面含钢率、荷载偏心率、截面高宽比、钢材和混凝土强度等的几何参数、物理参数和荷载参数等对SRC和RC构件。构件耐火极限的影响规律,探讨了SRC和RC柱耐火性能和抗火设计中的若干问题。

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。

往复荷载作用下外方内圆复合钢管混凝土柱工作机理研究

为研究往复荷载作用下外方内圆复合钢管混凝土柱的工作机理,建立了外方内圆复合钢管混凝土柱的有限元模型并进行计算分析,将计算结果与试验结果进行比较。在此基础上,分析了混凝土损伤设置与否的影响,比较了复合钢管混凝土柱、中空夹层钢管混凝土柱、普通钢管混凝土柱、空钢管柱的滞回性能,包括滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度和耗能等,分析了不同阶段混凝土的应力状态。研究结果表明:有限元计算的破坏形态、滞回曲线结果与试验结果吻合较好,往复荷载作用下外方内圆复合钢管混凝土柱的计算必须合理考虑混凝土材料的损伤;与其他类型柱相比,外方内圆复合钢管混凝土柱的滞回曲线饱满,其极限承载力、延性、刚度、累积滞回耗能等性能更为优越。

钢管混凝土柱抗火分析方法及防火措施

钢管混凝土柱耐火性能和防火措施已受到了人们的关注,以往的研究中大多先求出温度场,然后根据温度结果进行火灾下受力性能的计算分析。温度场的分析可采用自编有限元程序和通用有限元软件,结构受力性能分析可采用纤维模型法、分段积分法和有限元方法。该文简要介绍了上述方法及其特点,并对钢管混凝土柱的防火措施进行了探讨。

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。

高大模板扣件式钢管支撑系统整体受力性能研究

采用有限元软件ABAQUS对高大模板扣件式钢管支撑系统的整体受力性能进行分析,利用弹簧单元模拟扣件的半刚性连接,通过屈曲分析得到的屈曲模态施加初始缺陷,并将有限元计算结果与3个工程项目的实测结果进行对比,验证有限元模型的准确性。在此基础上,利用有限元软件对高大模板扣件式钢管支撑系统的稳定承载力进行参数分析,分析的参数包括扣件拧紧扭力矩、支撑高度、横杆步距、立杆纵距、立杆横距、初始缺陷等,得到了各因素对其整体稳定承载力的影响规律。参数分析结果表明:横杆步距、立杆横距、初始缺陷对高大模板支撑系统稳定承载力影响显著,随着横杆步距、立杆横距、模态比例因子的增加,稳定承载力迅速减少。通过调整立杆的计算长度系数,将高大模板扣件式钢管支撑的整体稳定承载力计算等效为一根立杆的稳定承载力计算,并提出计算长度修正系数的简化设计公式,为工程人员的运用提供参考。

方中空夹层钢管混凝土纯弯力学性能研究

以空心率为变化参数 ,进行了 5个纯弯构件的试验研究 ,考察了方中空夹层钢管混凝土在纯弯状态下的力学性能。然后在确定钢和混凝土应力 -应变关系模型的基础上 ,采用数值方法对方中空夹层钢管混凝土纯弯构件进行理论分析 ,分析结果和试验结果吻合较好。最后提供了构件抗弯承载力和抗弯刚度的简化计算公式 ,可供有关工程实践参考。

小直径制导炸弹翼片的流固耦合仿真分析

为研究小型制导炸弹的翼片变形对气动特性的影响,采用双向流固耦合方法计算一种三弹翼气动布局的制导炸弹在柔性翼时的气动参数及气动变形,利用FLUENT计算其在刚性翼时的气动参数。仿真结果表明:2种翼片的制导炸弹升力系数、阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势相同;柔性翼的制导炸弹升力系数与升阻比都大于刚性翼,阻力系数小于刚性翼,最大变形量与攻角成线性关系。采用柔性翼的制导炸弹气动特性优于刚性翼。

循环荷载作用下铝合金轴压构件稳定性能分析

研究了循环荷载作用下铝合金轴压构件的力学性能,并与钢轴压构件进行比较。采用通用有限元分析软件ANSYS对铝合金轴压构件的滞回性能进行有限元分析。分析方法考虑了材料非线性、几何非线性和初始缺陷的影响。根据计算结果,得到了6061-T6铝合金、6061-T4铝合金和Q235钢3种材料轴压构件的滞回曲线、恢复力骨架曲线和刚度退化曲线,并进行了比较研究。分析结果显示,铝合金轴压构件的滞回性能与低碳钢轴压构件较为类似,并受到材料本构关系的显著影响。

横移下水设施变形实测与有限元分析

福建某造船厂横移下水设施能承受1800t下水重量,为合理评估该下水设施并进行适当改造,使下水重量提高为2300t,对1800t下水重量的横移下水设施进行了现场变形实测,并采用ABAQUS软件建立了轮船进架过程中下水设施力学性能的有限元分析模型,计算结果与实测结果吻合较好.在此基础上,对下水重量为2300t轮船进架全过程中下水设施的受力状况进行分析,获得了薄弱部位及走轮轮压,为横移下水设施及其地基基础的加固提供了依据.