火灾与爆炸耦合作用对RC板力学性能影响研究

为研究火灾下钢筋混凝土(RC)板抗爆性能,利用ABAQUS有限元软件对已有试验进行模拟并验证火灾下RC板高温模型以及RC板常温爆炸模型的有效性。在此基础上,分析了火灾下RC板的爆炸工作机理,研究了受火时间、不同方位角以及不同爆炸位置对RC板在火灾下抗爆性能的影响。结果表明:火灾下的RC板受爆炸荷载作用时,板中部首先发生剪切破坏,随后楼板整体发生受弯破坏;随着受火时长增加,混凝土受高温劣化,钢筋强度下降,RC板的抗爆性能下降严重;在受火时长120 min工况下,板角爆炸相比板边、板中爆炸的峰值位移分别增加了134.4%、150.9%;在受火时长180 min工况下,板角爆炸相比板边、板中爆炸的峰值位移分别增加了138.4%、159.9%;不同位置爆炸对RC板影响较明显,其中板中爆炸对RC板的破坏程度最高,且RC板破坏越严重,其动力响应持续时间越长;在受火时长120 min工况下,爆炸方位角为60°和90°的RC板峰值位移相比爆炸方位角30°的RC板峰值位移分别减小了4.4%、2.4%,不同方位角爆炸对RC板的影响不明显。

高温火灾后RC梁抗冲击性能的数值模拟

为了探究钢筋混凝土(RC)梁在冲击荷载与火灾联合作用下的力学性能,基于ABAQUS有限元软件对Zhang等进行的RC板高温试验进行数值模拟,以此验证顺序热力耦合建模方式的有效性;接着对Fujikake等冲击试验进行数值模拟并考虑温度劣化效应的影响,研究不同受火时长、冲击高度和梁配筋率对高温后RC梁抗冲击性能的影响。有限元分析表明:随着受火时间的增加,RC梁由弯曲破坏转变为剪切破坏,RC梁的抗冲击性能显著降低。落锤下落高度和梁配筋率相同时,受火时间为90 min工况与无受火工况相比,梁冲击力峰值和支座反力峰值分别下降了21.03%和24.62%。在受火工况下,配筋率的提高可以有效减小RC梁的跨中挠度,但对冲击力峰值影响有限。

火灾下钢框架梁-柱子结构抗冲击性能有限元分析

为探究火灾高温下钢框架梁-柱子结构的抗冲击性能,利用ABAQUS有限元软件对钢框架火灾试验以及钢框架梁-柱子结构的冲击试验进行数值模拟.在验证数值模型有效性的基础上,对钢框架梁柱子结构有限元模型进行局部高温耦合,并通过改变落锤质量、冲击速度以及节点的连接方式,研究钢框架梁-柱子结构在局部高温下的动力响应.研究表明:对高温下的钢框架梁-柱子结构进行冲击时,采用焊接翼缘与螺栓腹板连接(WUF-B)的梁-柱子结构的抗火和抗冲击性能优于采用翼板(FP)连接;改变落锤质量对结构的竖向挠度影响较大,但对冲击力峰值无明显影响;冲击能量保持不变时,冲击动量越小,结构的竖向位移、轴力和冲击峰值越大.