节能砌块隐形密框复合墙体双面受火后滞回特性研究

为了评价节能砌块隐形密框复合墙体(以下简称复合墙体)受火后的滞回特性,制作了6个缩尺比例为1∶2的试件,并对试件进行了双面受火试验和受火后平面内循环往复加载试验,研究了轴压比、受火时间对墙体骨架曲线及滞回特性的影响。基于试验结果和现有恢复力模型理论,考虑轴压比和受火时间影响,提出了适用于受火后墙体试件的退化四线型恢复力模型。相关计算分析结果表明:计算得到的骨架曲线与试验情况以及计算得到的恢复力模型与墙体滞回曲线吻合程度均较好,表明提出的恢复力模型可较好地反映轴压比和受火时间对其滞回特性的影响,可为该墙体的结构弹塑性分析及工程应用提供参考。

结构用重组竹受火后性能退化研究

以经防火涂料处理前后的重组竹为研究对象,测试重组竹在不同受火时间后的抗压强度、抗剪强度、抗弯强度及残余质量。以木材为比较对象,采用差示扫描量热(DSC)和热重-微分热重(TG-DTG)方法分析重组竹、防火涂料及云杉-松木-冷杉(SPF)的热流量和质量随温度的变化过程。结果表明:相比于未经防火涂料处理的重组竹,经防火涂料处理后的重组竹力学性能和质量随受火时间的延长下降速率均明显减小;重组竹的热稳定性优于SPF;防火涂料在高温下吸热膨胀形成碳质泡沫,具有较好的热稳定性,可以起到很好的防火作用。

受火后6060-T6铝合金材料性能研究及本构模型标定

为评估铝合金结构受火后动态力学性能,应使用合理的受火后铝合金材料本构模型,采用万能试验机和分离式霍普金森压杆设备对结构用6060-T6铝合金开展系列受火后力学性能试验。首先,研究其力学性能指标随5个温度梯段的变化规律,发现材料在受火温度为450℃时弹性模量、屈服强度与抗拉强度最小;其次,选用经450℃受火冷却后6060-T6铝合金作为研究对象,当温度升高时,受火后铝合金表现出温度软化现象;然后,标定了能合理描述受火后铝合金塑性变形行为的Modified Johnson-Cook(MJC)本构模型;最后,采用一级轻气炮靶板冲击试验,得到受火后6060-T6铝合金弹道极限与失效模式,使用ABAQUS数值仿真软件建立相应靶板冲击模型,通过试验与仿真结果对比,验证了MJC本构模型参数的有效性。

外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱的抗震性能

通过2根未受火钢筋混凝土柱、2根受火后未加固钢筋混凝土柱和10根外包薄壁钢管加固受火后钢筋混凝土柱的拟静力试验,考察了轴压比、剪跨比、钢管厚度及加固方式等参数对外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱抗震性能的影响情况,建议了外包薄壁钢管加固受火后混凝土柱受剪承载力的计算公式。结果表明:薄壁钢管加固可显著提高受火后混凝土柱的受剪承载力、极限变形和累计滞回耗能,且加固后试件的割线刚度与未受火试件相比相差较小。受火后剪跨比为1.78和3.0的混凝土柱加固后的承载力分别比相应的未加固柱的承载力提高了41.8%~47.0%和38.5%~74.4%。轴压比对加固后试件的受剪承载力、刚度、耗能能力和延性影响较大,对极限变形影响较小。薄壁钢管厚度对加固后试件的耗能能力影响较大,对受剪承载力影响较小。薄壁钢管根部焊接角钢并用螺栓锚固的方式可提高加固效果。

方形钢管混凝土叠合柱三面受火后偏压力学性能研究

为研究方形钢管混凝土叠合柱三面受火后的偏压力学性能,合理选取材料本构关系,建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火后力学数值模型,对构件三面受火后的破坏形态、承载力-位移曲线、轴力分布进行分析.参考实际工程常用范围,对影响方形钢管混凝土叠合柱三面受火后偏压极限承载力的主要因素进行参数分析.结果表明:方形钢管混凝土叠合柱三面受火后破坏形态为弯曲破坏;受火时间、截面尺寸、长细比、核心面积比、偏心率、截面配筋率对方形钢管混凝土叠合柱三面受火后的偏压极限承载力影响较大.

受火后叠合板组合梁受力性能试验研究

为研究受火后叠合板组合梁的受力性能,分别对五个火灾后叠合板组合梁和一个常温下叠合板组合梁进行静力加载试验,研究了后浇层厚度、栓钉间距、预制底板在钢梁上翼缘的搁置长度、预制底板接缝形式、是否受火等因素对叠合板组合梁的破坏形态、承载能力和抗弯刚度的影响。结果表明:火灾后整体式叠合板组合梁的极限承载力较分离式叠合板组合梁提高9%;后浇层厚度和栓钉间距是影响火灾后整体式叠合板组合梁初始抗弯刚度的主要因素;火灾前后整体式叠合板组合梁在荷载作用下均发生受弯破坏,且破坏形态基本相同,但经历火灾高温作用后,整体式叠合板组合梁出现裂缝的时间提前,其抗弯承载力和延性均有不同程度的降低,本次试验中火灾后整体式叠合板组合梁在荷载作用下的抗弯承载力和延性较常温下分别降低23.3%和55.4%;分离式叠合板组合梁中预制底板接缝的存在,破坏了预制底板的连续性,造成试件发生粘结破坏,但在远离接缝处,叠合板的协同工作性能良好;提出火灾后叠合板组合梁剩余承载力和抗弯刚度的计算方法,该方法具有良好的精度。

受火后冷拔低碳钢丝预应力混凝土空心板受弯性能试验研究

为比较不同受火时间后的力学性能,进行了7块冷拔低碳钢丝预应力混凝土空心板的对比试验研究,其中3块未受火对比试件,4块底面分别受火20 min、40 min、60 min和80 min试件。研究结果表明,对比试件和受火试件均发生弯曲破坏。升温过程中预制空心板跨中挠度随受火时间显著增加,熄火自然冷却后受火20 min和40 min的试件跨中挠度可恢复;而受火试件60 min和80 min的试件跨中残余挠度接近15 mm。随着受火时间延长,受火后预制空心板开裂荷载、极限荷载和初始弯曲刚度均明显降低,降低幅度基本与受火时间呈线性关系。受火后预制空心板跨中截面变形基本符合平截面假定,相同荷载作用下受火后试件受拉边缘拉应变和受压边缘压应变均明显大于对比试件。

高强混凝土受火后力学性能变化规律的研究

对受火后的混凝土试件进行了抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度试验,讨论了温度、强度等级、试件尺寸、含水量对其高温后力学性能的影响。研究表明,受火后,抗折强度较抗压强度下降更快;高强度的混凝土在600℃前抗压强度下降不多;大尺寸混凝土试件较小尺寸混凝土试件的残余抗压强度下降慢;混凝土试件的含水率越高,相对残余抗压强度越低。采用超声波速度法和质量损失法对火灾高温后混凝土内部结构的变化进行了探讨。

传统地仗保护圆木柱受火后力学性能的试验研究

传统木结构建筑的防火性能是制约其长期安全使用的重要因素。通过6组18根不同表面处理圆木柱受火后力学性能的对比试验研究,分析不同表面处理不同受火时间后圆木柱剩余承载力、初始刚度和炭化速度的变化规律,了解不同表面处理对圆木柱受火后力学性能的影响规律。结果表明,未受火对比试件和受火时间较短的圆木柱均呈轴压破坏特征,受火时间较长圆木柱呈偏压破坏特征。受火后试件剩余承载力较未受火对比试件降低5.3%~80.2%,降低幅度与受火时间成正比、与截面尺寸成反比;传统地仗保护试件剩余承载力损失程度明显小于表面无处理试件和表面涂抹防火涂料试件。受火后圆木柱初始刚度显著降低,降低幅度随受火时间增加而增加,有传统地仗保护试件降低幅度小于表面无处理试件。传统地仗保护试件受火炭化后表面有一层白色覆盖物,其炭化速度小于表面无处理试件。数值模拟结果与试验结果符合较好,可供传统历史木结构受火后的评估鉴定。

木柱四面受火后力学性能的试验研究

木柱受火后截面演化为三个区域:外侧为漆黑的炭化层,承载力完全丧失;中间为深灰的高温分解层,承载力明显劣化;内部为颜色不变的正常层,承载力无变化。通过5组24根木柱四面受火后力学性能的对比试验研究,了解不同受火时间后木柱剩余承载力、延性、破坏形态和炭化速度的变化过程。研究结果表明,受火后木柱剩余承载力显著降低,受火木柱的初始刚度均明显低于对比试件,部分截面较小的受火木柱发生偏压破坏。四面受火后木柱承载力下降原因主要包括:受火使木柱表面炭化,木柱有效面积减小;受火后靠近炭化层的高温分解层木材强度明显劣化;随着受火时间增加,木柱截面长细比增加导致其稳定系数降低;部分木柱由于局部裂缝使炭化不均,使受火后木柱的破坏形态由轴压转变为偏压破坏。受火木柱表面有裂缝处及角部的炭化速度加大;随着含水率降低,炭化速度有所增加;随着受火时间增加,炭化速度有所降低。

木梁三面受火后力学性能的试验研究

木梁三面受火后截面分为三个区:外侧为炭化层,承载力完全丧失;中间为高温分解层,承载力明显劣化;内部为正常层,承载力无影响。通过4组15根木梁三面受火后力学性能的对比试验研究,了解不同受火时间后木梁剩余承载力、破坏形态和炭化速度的变化。研究结果表明,三面受火后木梁初始刚度明显降低,剩余承载力显著减小。三面受火后木梁承载力下降原因主要包括:受火后木梁表面炭化使有效面积减小,中和轴上升;受火后靠近炭化层的高温分解层木材强度明显劣化。由于角部遭受两个方向的热传递,使木梁下角部炭化加速后变为弧形。随着受火时间增加,木梁炭化速度有所降低;且竖向炭化速度略大于水平炭化速度。

木柱单面及相邻两面受火后的剩余承载力试验

为研究我国常用树种木构件的抗火性能,采用水平燃烧炉并依据ISO834标准火灾温度曲线进行了5组共32根木柱单面或相邻两面受火的火灾试验,以及试件受火后的剩余受压承载力试验.结果表明,木柱有效面积因受火炭化而减小,相邻受火面之间呈圆弧状连接,边角棱角不再存在,靠近炭化层的高温分解层木材强度明显劣化;表面无防火措施木柱的平均炭化速度为1.1 mm/min,石膏抹面和防火涂料能有效延缓木构件开始炭化的时间,且防火涂料防火效果更为显著;受火木柱受压破坏时四侧面中心竖向应变有一定差异,偏压特征比较明显;极限承载力、极限位移和刚度随着受火时间增加而减小;截面较大柱的剩余承载力下降程度明显小于截面较小柱.

高强混凝土受火后损伤的模糊综合评价

高强混凝土的应用前景越来越广阔,针对火灾造成的高强混凝土损伤,急需建立科学的检测与评价方法。以模糊理论为基础,结合无损检测方法,分别以抗压强度损伤系数、耐久性损伤系数与外观损伤系数为一级评价指标,爆裂度和裂缝宽度为外观损伤的二级评价指标,采用聚类矩阵特征向量法确定评价因子的权重,建立了模糊综合评价计算模型。并设计了相应的程序,通过实例进行了验证。

装配式混凝土梁受火后抗弯承载力可靠度

为了研究装配式混凝土梁受火后抗弯承载力可靠度变化的一般规律,提出基于当量正态法的可靠度分析方法。考虑荷载效应比、受火时间等因素的影响,应用有限元分析软件ABAQUS对ISO 834标准升温曲线下装配式混凝土梁温度场分布情况进行数值模拟,应用MATLAB进行可靠度数值分析。计算结果表明,随着荷载效应比的增加,装配式混凝土梁的抗弯承载力可靠度降低,受火后其抗弯承载力可靠度随着时间的增加明显降低。分析结果可为装配式混凝土梁受火后力学性能分析提供参考。

粘贴角钢加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的试验研究

粘贴角钢加固法能在基本不增大构件截面尺寸的情况下提高承载能力和截面刚度。为研究粘贴角钢加固受火后高强钢筋混凝土连续T形梁的效果,共进行了3根高强钢筋混凝土连续T形梁的对比试验研究,其中1根为未受火对比试件,1根为受火60min后未加固试件,1根为受火60min后粘贴角钢加固试件。结果表明:受火后未加固试件的初始弯曲刚度明显降低,粘贴角钢加固后能恢复到未受火试件的状态。与未受火对比试件相比,受火后粘贴角钢加固后极限荷载显著提高59.5%,破坏挠度显著降低77.0%,位移延性系数降低53.8%,能量延性系数降低52.6%。

钢筋网细石混凝土加固受火后预应力混凝土空心板的试验研究

为研究火灾后预制空心板采用钢筋网细石混凝土加固前后的力学性能和破坏形态,对不同受火时间条件下采用钢筋网细石混凝土加固预制空心板的8个试件进行静力试验,其中3个对比未受火未加固试件,1个未受火加固试件,4个分别受火15、30、45和60 min后的加固试件。研究结果表明,钢筋网细石混凝土加固受火预制空心板均发生弯曲破坏;加固能有效抑制试件的开裂,提高弯曲刚度。加固试件的开裂荷载和极限荷载均大幅提高,极限位移有所降低。相同荷载作用下,钢筋网中受压纵筋压应变和孔洞内埋设受拉纵筋拉应变均随受火时间增加而增大。在考虑材料火灾损伤基础上,采用等效截面法计算加固试件的极限承载力是可行的。

预制空心板受火后力学性能的试验研究

为比较不同受火时间后预制空心板剩余承载力、跨中挠度和破坏形态的异同,进行了6块预制空心板受火后力学性能的对比试验研究,其中3块为未受火的对比试件,另3块为板底分别受火23、38、53min的试件。受火试验结果表明,各试件在升温过程中的跨中挠度随受火时间增加而显著增加,熄火自然冷却后,跨中挠度大部分可恢复。加载试验结果表明,对比试件和受火试件的最终破坏模式均为弯曲破坏;随着受火时间延长,试件开裂荷载和破坏荷载均有所降低,且破坏荷载与受火时间大致呈线性关系;受火试件初始弯曲刚度较对比试件明显降低,相同荷载作用下,受火试件受拉边缘拉应变和受压边缘压应变,均明显大于对比试件。

火山渣混凝土梁受火后抗弯承载力可靠度分析

为了研究火山渣混凝土梁受火后抗弯承载力可靠度变化规律,提出基于改进截面法的钢筋混凝土梁受火后抗弯承载力计算方法。对火山渣混凝土受火后力学性能进行了试验测定,应用ABAQUS对钢筋混凝土梁受火后温度场分布进行数值模拟,应用蒙特卡洛方法进行可靠度分析。计算结果表明,随着荷载效应比和受火时间的增加、混凝土保护层厚度的降低,受火后钢筋混凝土梁的抗弯承载力可靠度明显下降,且火山渣混凝土梁受火后抗弯承载力可靠度高于普通混凝土梁。分析结果为火山渣混凝土梁受火后的力学性能研究提供参考。

带约束预制混凝土叠合板受火后抗弯性能的试验研究

进行带约束预制混凝土叠合板常温和受火后受弯性能的对比试验,研究升降温过程中截面温度场变化和不同受火时间自然冷却后极限荷载、初始弯曲刚度和延性系数的变化规律。结果表明:未受火预制混凝土叠合板和不同受火时间自然冷却后预制混凝土叠合板均发生弯曲破坏。带约束预制混凝土叠合板升温阶段截面温度场呈受火面温度高、背火面温度低的层状分布,降温阶段温度场呈内部温度高、外部温度低的圈状分布;随着受火时间增加,极限荷载和初始弯曲刚度均呈抛物线型下降;受火自然冷却后的残余挠度也明显增大。理论分析表明,经典塑形铰线理论适用于预制混凝土叠合板未受火试件和受火后试件极限荷载的计算;截面温度场和受火后极限荷载数值模拟结果均与试验结果吻合较好,可为预制混凝土叠合板的防火设计和火灾后鉴定评估提供依据。

预制复合保温墙体单面受火后轴压承载力试验研究（英文）

为了研究内、外页钢筋混凝土墙板、EPS板及钢套筒连接件组成的预制复合保温墙体火灾后的轴压承载能力,对4个预制复合保温墙体试件(2个常温试件及2个火后试件)进行了火灾后轴压承载力试验.观察了其破坏形态、裂缝开展情况;测试了其轴压承载力、墙体面外位移、混凝土及钢筋应变.试验结果表明:火后试件的抗压极限承载力均低于常温试件的极限承载力;保温层厚度40 mm,降幅为20.8%,厚度为60mm,降幅为16.8%;火后墙体的最大平面外位移值明显比常温墙体大,在相同荷载作用下,保温层厚度越大,墙体的平面外位移越大;火后墙体的混凝土、钢筋应变总是比常温墙体的大,保温厚度较大墙体的混凝土、钢筋应变均大于保温层厚度较小墙体的应变.