火灾中钢筋混凝土两端固结梁破坏模式变化规律

为了研究火灾过程中钢筋混凝土两端固结梁破坏模式的变化规律,利用有限元分析软件对梁内部的温度场进行分析,确定其不同耐火时刻的分布规律,利用承载力简化计算公式对火灾过程中钢筋混凝土梁不同时刻的极限承载力进行计算分析。并对上侧纵筋配筋面积、混凝土保护层厚度和混凝土强度为变换因素的三组固结梁试件进行理论分析,讨论了火灾过程中不同参数对钢筋混凝土固结梁破坏模式临界点ξ变化规律的影响。结果表明:上侧纵筋配筋面积越大,ξ点对应受火时间T越提前;混凝土保护层厚度越大,混凝土强度越高,ξ点对应受火时间T越滞后。在理论计算的基础上,为保证梁在受火两小时内发生弯曲破坏,对梁的防火设计提供了思路。本研究方法可以简化分析钢筋混凝土梁高温中破坏模式的变化规律,为火灾中构件的设计计算提供参考。

钢板增强速生杨胶合木梁抗弯性能试验研究

为扩展速生杨木的应用领域,研究截面尺寸、跨高比和配钢率对速生杨胶合木性能的影响,对11个试件(包括1个原木试件、3个纯胶合木试件以及7个钢板增强速生杨胶合木试件)进行了抗弯性能试验。通过研究试件的破坏形态、荷载-位移曲线以及截面应变变化,得到了各试件抗弯承载力、初始刚度、弹性模量和延性等的变化规律。研究结果表明:原木和纯胶合木试件表现为脆性破坏,而钢板增强速生杨胶合木试件延性大,最终表现为塑性破坏;钢板增强速生杨胶合木试件的初始刚度和弹性模量分别提高了69.08%~72.83%和10.85%~69.57%;随着截面尺寸的增大,钢板增强速生杨胶合木试件的极限承载力提高了5.76%~32.35%;随着跨高比的减小,钢板增强速生杨胶合木试件的极限承载力提高了23.97%~30.13%;随着配钢率的增加,钢板增强速生杨胶合木试件的极限承载力分别提高了34.08%、66.63%和56.51%。钢板增强速生杨胶合木试件的极限承载力随着钢板厚度的增加先增大后减小。提出了钢板增强速生杨胶合木梁的抗弯承载力计算公式,并与试验结果进行了对比,结果吻合性较好。

火灾中钢筋混凝土简支梁破坏形态研究

为了研究钢筋混凝土简支梁在高温过程中破坏形态的变化规律,通过建立钢筋混凝土简支梁的温度场模型,计算高温过程中钢筋混凝土简支梁的极限承载力。并对考虑不同影响因素的3组简支梁试件进行理论分析,研究高温过程中不同参数对简支梁破坏模式临界点β的影响。结果表明:受拉侧纵筋配筋面积越大,β点对应受火时间t越滞后;混凝土保护层厚度的增加使得β点对应受火时间t提前,但影响较小;混凝土强度越高,β点对应受火时间t越提前。并确定各参数与临界点受火时间之间的计算方法。

胶合速生杨木长柱抗压性能的试验研究

采用结构胶将速生杨木板粘合而实现对速生杨木的物理改性,可以增强其力学性能,为以后相关设计及研究提供参考。文章考虑了板材厚度和偏心距等因素对胶合速生杨木长柱力学性能的影响,共制作了1个速生杨木试件和6个胶合速生杨木试件,试验研究了其抗压性能,分析了试件的失效模式、极限承载力、荷载-位移关系、轴向刚度和荷载-应变关系。结果表明:相对于原木试件,胶合速生杨木试件的极限承载力、轴向刚度都有显著提升,而延性降低;板材厚度对胶合速生杨木试件的峰值压应变和极限承载力有着较大的影响,但对轴向刚度影响较小,且随着板材厚度的增加,试件的极限承载力明显降低;对于偏心受压试件,随着偏心距的增大,试件极限承载力降低。

暗支撑型钢混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究不同数量暗支撑对型钢混凝土剪力墙的抗震性能影响,选取4个剪跨比为1.75的矩形截面型钢混凝土剪力墙试件进行了低周反复荷载下的试验研究(其中1个为普通剪力墙对比试件,3个为工字钢暗支撑剪力墙试件),对比分析了不同数量暗支撑条件下型钢混凝土剪力墙试件的破坏特征、承载力、刚度、延性、滞回特性及耗能能力.试验研究表明:带暗支撑型钢混凝土剪力墙试件的裂缝细密且分布区域较大,塑性铰发展充分,滞回曲线饱满,耗能能力明显提高;带暗支撑型钢混凝土剪力墙试件的屈服荷载和极限荷载相比普通剪力墙分别提高了88.76%和91.97%,极限位移角提高26.67%,抗震能力比对比试件显著提高.

不同支撑形式的型钢混凝土剪力墙抗震性能试验研究

型钢混凝土剪力墙具有强度高、刚度大、稳定性好等优点,广泛应用在高层建筑中。为研究不同支撑形式对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响,进行了3个1/3缩尺的型钢混凝土剪力墙(型钢支撑布置形式分别为X型、AC1型和AC2型)和1个普通混凝土剪力墙对比试件在低周反复荷载作用下的试验研究,得到了其破坏过程的变化规律和破坏模式,分析了不同型钢支撑类型对剪力墙抗剪承载能力、裂缝开展、刚度、延性及耗能的影响规律。试验研究表明:型钢支撑对剪力墙的承载能力、刚度、延性及耗能性能均有较大幅度提高。试验研究表明:AC1型、AC2型和X型型钢支撑的剪力墙极限承载能力较普通混凝土剪力墙分别提升了71.9%、64.6%和49.4%,其延性系数分别提高了19.3%、5.0%和14.5%;型钢混凝土剪力墙的刚度退化速率与普通混凝土剪力墙相比更加缓慢,而且中后期刚度明显优于普通混凝土剪力墙;型钢混凝土剪力墙的塑性区范围较普通混凝土显著增加,试验获得的滞回曲线也更加饱满。

高温作用下型钢与混凝土粘结滑移的试验研究

利用自制的火灾试验炉进行了11个型钢混凝土试件在恒高温下的推出试验。重点分析了型钢加载值与滑移量之间的关系、试件裂缝及其发展特征等内容。结果表明：随着试验温度的升高,型钢混凝土的极限滑移荷载与残余荷载相对于其在常温下的数值均有大幅下降,在20-200℃时下降最快,200℃之后滑移荷载的下降趋势较为平缓。随着试件所受温度升高,加载过程中出现裂缝的部位增多。试验中高温下试件的初始滑移量高于常温下试件的,随温度的变化其在2.5-3mm范围内波动。

不同分布筋间距下型钢混凝土剪力墙抗震性能试验

为研究分布筋间距对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响,设计了4个矩形截面型钢混凝土剪力墙试件(其中1个为不带暗撑的普通剪力墙对比试件,3个为带X形暗撑的型钢混凝土剪力墙试件),进行了低周反复荷载试验。结果表明:型钢混凝土剪力墙试件的承载力随着分布筋间距的增大而减小,其分布筋间距为100,150,200 mm的试件承载力较对比试件分别提高了66.8%,45.9%和41%;型钢混凝土剪力墙试件的延性随着分布筋间距的增大而呈线性降低趋势,其分布筋间距为100,150,200mm的试件延性系数较对比试件分别提高了27.8%,29.2%和11.3%;试件的分布筋间距越小其裂缝越细密,沿暗支撑走向分布越明显,塑性铰范围越大,耗能能力越高,抗震性能越好。

钢筋混凝土框架节点的抗震加固

框架节点不仅是钢筋混凝土结构抗震的一个薄弱环节,也是结构设计、施工的一个薄弱环节。通常的节点增大截面加固法是连同框架柱一起进行的。本文针对一个实际加固工程,提出了仅对节点区增大截面的加固方法,并建议了相应的节点承载力计算公式。

碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能

为研究碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能,考虑不同配纤率和配纤位置等因素的影响,进行梁的四点弯曲静力荷载试验,推导出梁的极限弯矩理论计算公式。研究表明:相比纯胶合木梁,碳纤维增强胶合木梁的裂缝减少、裂缝宽度减小。增强后梁的弹性模量提高了28.02%~57.93%;极限荷载提高了16.47%~50.72%;初始抗弯刚度提高了11.58%~23.37%。在受拉区配置碳纤维能提高试件的极限承载力和初始抗弯刚度,相比仅在受拉区配置碳纤维,在受拉区和受压区均配置碳纤维布时,试件的承载力反而减小,但破坏时的挠度降低。试件受拉区配纤率宜介于0.0606%~1.0311%之间,能充分利用木材的塑性抗压性能。利用推导的受弯计算公式计算得到的试件极限弯矩值与试验值吻合较好,计算结果能较好地预测此类试件受弯时的极限弯矩。

火灾影响下钢筋混凝土单向板的计算方法

对材料在高温下的力学性能曲线进行简化得到其简化模型,然后根据高温下的截面性质得到截面极限弯矩计算公式,运用板的塑性绞铰法求得板的极限弯矩,带入截面的计算公式中,即可求得截面的配筋。通过此法可以简单计算板在火灾下的配筋,以及通过已知配筋求板的耐火极限。

四面受热时型钢混凝土柱的简化计算方法研究

高温作用下型钢混凝土柱的力学性能的有限元分析是进行其抗火性能设计研究的重要途径。基于型钢和混凝土材料在高温下的力学性能曲线,简化得到其计算模型,通过ABAQUS软件分析,研究了高温下型钢混凝土柱在不同时刻的温度场分布,根据分析得到的结果确定了柱截面等温曲线的位置,结合常温下型钢混凝土柱的计算公式对高温下的计算公式进行了研究,简化得到了高温下型钢混凝土柱极限承载力的计算公式,根据已有的试验资料对所推导型钢混凝土柱简化计算方法的正确性进行了分析,结果表明:利用文中简化的计算公式计算所得的型钢混凝土柱的弯矩值为865 kN,轴力值为132 kN·m,与其试验值具有一定的吻合度。

型钢加固预应力空心板的力学问题分析与应用

预应力空心板作为水平承重构件在建筑上得到了广泛的应用,随着时间的推移迫切需要对老化建筑的预应力空心板进行加固处理。本研究通过力学分析、挠度控制分析和工程实例,对不同的预应力空心板加固方法进行了比较。结果表明:采用粘贴型钢梁对预应力空心板进行加固,结构的挠度达到L/400,满足规范要求,且此方法施工简便,能够提高承载力。

火灾中带裂缝钢筋混凝土梁承载力算法研究

火灾中带裂缝钢筋混凝土梁的承载能力研究可为工程实际应用提供参考。文章利用有限元分析软件ABAQUS对火灾中带裂缝钢筋混凝土梁内部的温度场进行分析,阐明了火灾中带裂缝钢筋混凝土梁内部温度场的分布规律,根据其分布规律确定了在不同耐火时刻有裂缝钢筋混凝土梁300和800℃的等温线,结合已有的高温下钢筋混凝土梁承载力计算公式,提出了火灾中带裂缝钢筋混凝土梁承载力计算公式。结果表明：在同样的受火条件下有裂缝时钢筋混凝土梁中钢筋位置的温度比是无裂缝时钢筋混凝土梁中钢筋位置的温度高55%~144%;有五条裂缝的钢筋混凝土梁中钢筋位置的温度比有一条裂缝的钢筋混凝土梁中钢筋位置的温度高2.7%~11.5%;带裂缝钢筋混凝土梁的承载力比无裂缝钢筋混凝土的承载力低47%~82%。

高层建筑结构的动力凝聚特性解析

根据高层建筑结构的特点,将常见的框剪结构和大开洞剪力墙结构简化为平面结构体系。采用两端带刚域且考虑剪切变形的单刚杆件。在进行动力特性分析时,采用动力凝聚方法把角位移自由度缩减掉以便从总刚中求侧移刚度矩阵,从而把原来的体系转化为带有集中质量的杆件模型,然后再将侧移刚度矩阵转化成正定矩阵,利用广义JACOBI法求出频率和振型。将上述方法进行编程。最后运用有关资料上的案例进行计算,对比计算结果,其精度满足要求。本文主要介绍了动力凝聚技术在求结构自振频率和振型中的应用及其优点。

古建筑物的模糊优化鉴定分析

提出了古建筑物的模糊优化鉴定方法。根据模糊理论和优化理论,对古建筑物的鉴定结果进行模糊优化计算,并通过计算结果对古建筑物进行综合评判,提出加固意见供设计参考。

钢板增强速生杨胶合木梁受弯性能

为研究钢板增强速生杨胶合木梁的受弯性能,考虑配钢位置和钢板层数的影响,进行梁的四点弯曲静力载荷试验,采用有限元软件Abaqus对速生杨胶合木梁进行模拟分析。结果表明:改变配钢位置对试件的极限载荷和极限挠度影响较大,其中在受拉区和受压区都配置钢板,对提高试件的极限承载力和极限挠度的效果更明显;随着钢板层数的增加,试件的极限载荷得到有效提高,极限挠度逐渐降低;改变配钢位置和增加配钢层数能有效提高试件的刚度,增加配钢层数对提高试件刚度的效果更为明显。

钢筋混凝土框架节点抗火性能试验研究及理论分析

利用大型模拟火灾实验炉进行了钢筋混凝土足尺框架节点在恒定加载和ISO834标准升温耦合作用下的抗火性能试验,分析了试验节点的温度场分布规律、变形特点、混凝土爆裂现象、耐火极限及破坏特征.试验结果显示,所试验节点都是由于节点梁的加载端位移达到最大挠度而达到耐火极限,梁端荷载比对节点的耐火极限有明显影响;接近耐火极限时,节点梁端在恒定竖向荷载作用下的竖向位移增长明显加快,并在较短时间内失去了承载能力,破坏带有一定的突然性.基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架节点火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序,并对试验节点进行了全过程模拟分析,分析结果与试验结果吻合较好.

火灾作用下预应力型钢混凝土简支梁承载性能试验研究

进行了两根足尺预应力型钢混凝土简支梁在火灾高温和竖向恒定加载耦合作用下的耐火性能试验,分析了试验梁的温度场分布规律、竖向变形特点和承载性能劣化过程。通过在试验梁端部预设压力传感器,实测了升温过程中梁端部预压力与升温时间的关系曲线。试验结果表明,预压力对火灾高温作用较为敏感,当标准升温100 min时预压力已降至初始预压力的一半,试验中一根梁出现了侧向弯曲变形。因此,对于预应力混凝土结构,火灾高温作用下应考虑构件可能的侧向变形影响。

改性速生杨木抗压性能试验研究

速生杨木在中国种植范围广,但由于力学性能差、变形大等缺点,其应用受到很大限制,迫切需要对速生杨木进行改性处理。主要考虑不同板材厚度(5、10、15、20mm)和不同纹理(径向、弦向)两个因素对改性速生杨木进行力学性能试验研究。试验表明:随着板材厚度的减小,试件破坏由单个斜截面破坏至连续斜截面破坏,再到水平压皱破坏,最后出现双曲破坏和单板弯曲破坏。不同板材厚度改性试件抗压试验中,与对比试件相比,改性试件的力学性能有较大提高,且随着板材厚度的减小,试件的抗压强度、峰值压应变、弹性模量等均显著增大。不同纹理组合改性试件抗压试验中,弦向与弦向纹理组合试件力学性能最优,其次为径向与径向纹理组合试件,最低为弦向与径向纹理组合试件。同时,在顺纹加顺纹的纹理组合方式下,与对比试件相比改性试件的抗压强度、峰值压应变、弹性模量等均有提高显著;在顺纹加横纹的纹理组合方式下,改性试件的抗压强度和弹性模量反而有所降低。