ISO-834标准火灾作用后方钢管混凝土构件滞回性能试验研究

研究火灾后钢管混凝土结构的抗震性能,对于合理进行该类结构火灾后的修复具有重要意义。本文通过对6个ISO-834标准火灾作用后方钢管混凝土构件进行往复荷载作用下的荷载-变形滞回性能试验,探讨火灾作用后方钢管混凝土荷载-变形滞回曲线的特点以及刚度退化规律,并对火灾作用后方钢管混凝土压弯构件极限承载力和抗弯刚度计算方法进行了讨论。

ISO-834标准火灾作用后钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度的研究

进行了 4个钢管混凝土短柱标准火灾作用后轴压刚度和承载力及 4个钢管混凝土纯弯构件标准火灾作用后抗弯刚度的试验研究 ,采用数值方法可有效地预测钢管混凝土火灾后轴压刚度和抗弯刚度的变化规律 ,并探讨了火灾后钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度的实用计算方法。

不同约束方式下钢筋混凝土短柱火灾后(下)力学性能的试验研究

为研究钢筋混凝土短柱在相邻构件约束条件下,并经荷载和火灾共同作用后的力学性能,开展了18根受不同约束方式作用的钢筋混凝土短柱火灾后(下)力学性能的试验研究。获得了火灾后(下)钢筋混凝土短柱的剩余承载力、剩余轴压刚度、荷载-轴向变形关系曲线,分析讨论了约束方式、标准升温时间及荷载比等对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能的影响。研究结果表明,火灾下和火灾后钢筋混凝土柱试件的破坏模式类似,但后者的混凝土表面裂纹以及剥落较前者严重;不论是火灾下还是火灾后,恒刚度约束的试件破坏较恒荷载约束严重;且恒荷载约束条件下得到的试件耐火极限大于恒刚度约束条件下得到的耐火极限。

标准火灾下U型钢-混凝土梁的耐火性能

为了研究U型钢-混凝土组合梁的耐火性能,文章采用在空间上运用有限单元与在时间上运用有限差分相结合的方法,应用ANSYS编制热分析程序,对组合梁在ISO-834标准火灾下的温度场进行了分析与计算。结果表明,在ISO-834标准火灾下,填充混凝土使U型钢-混凝土组合梁截面的温度分布不均匀,该梁的耐火特性显著优于普通型钢-混凝土组合梁,单纯地用给定临界温度来判定组合梁是否达到耐火极限不合理。此外,填充混凝土可有效降低钢梁截面的温度,产生温升延时效应,在升温前期,U型钢-混凝土组合梁的温度低于未填充混凝土的型钢梁,降幅可达15%~60%,温升延时可达约15 min。

轴向及转动约束对高强纤维混凝土柱抗火性能影响

为考察轴向及转动约束对高强纤维混凝土柱抗火性能的影响,应用有限元分析软件ABAQUS建立了高强纤维混凝土柱抗火性能分析模型,模型得到了相应试验数据的验证。应用验证后的模型分析了ISO-834标准升温条件下,轴向约束对轴力比、轴向位移及耐火极限的影响,以及转动约束对柱侧向挠度、轴向位移及耐火极限的影响。结果表明:对于轴心受压柱,轴向约束对轴力比及轴向位移有显著影响,但对耐火极限的影响不大。对于偏心受压柱,转动约束对侧向挠度有一定的限制作用,对柱的耐火极限有提高作用。转动约束刚度比小于0.1时,随转动约束的增大,耐火极限总体呈增大趋势。转动约束刚度比大于0.1时,随转动约束的继续增大,柱耐火极限增长不显著,且柱的破坏基本由轴向位移控制。

基于大空间空气升温模型的标准升温曲线改进公式

在对火灾下弦支穹顶结构性能的研究过程中,分析了不同的火源面积下,各构件内力与各节点位移的变化过程,并解释了不同工况下结构的破坏原因,提出了适合于大空间结构火灾下的标准升温曲线改进公式,指出该公式适用于发生火源面积特大的火灾,火源面积较小的火灾宜采用大空间空气升温模型。

钢管混凝土组合柱在标准火与真实火中的行为比较

以实际工程中常用的钢管混凝土组合柱为研究对象,通过ABAQU S大型有限元软件模拟钢管混凝土组合柱在标准火和真实火中的截面温度分布、应力、变形、破坏形态、耐火极限等力学行为。其中标准火选用ISO-834标准火模型,真实火采用欧洲规范Eurocode 1 Part 1-2中的参数火模型来近似模拟真实火灾的温度—时间关系。研究发现,钢管混凝土柱在两种火场环境中的行为差异很大,真实火中的冷却过程对钢管混凝土的破坏起重要的影响。基于本研究,还初步得到火灾过程中环境温度的升温速度、柱火灾荷载比等对钢管混凝土组合柱的抗火性能的影响。

偏心率对钢管混凝土芯柱的耐火极限影响分析

针对在高温环境下对T形钢管混凝土芯柱的耐火极限进行研究,利用有限元分析软件建立T形钢管混凝土芯柱的数值计算模型,探讨了T形钢管混凝土芯柱不同的偏心率对其耐火极限的影响规律,有限元数值计算结果表明:钢管混凝土芯柱具有良好的耐火抗火性能,而偏心率对耐火极限影响较大,偏心率越小,其耐火极限越高。

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料约束梁耐火性能试验研究

对3个钢筋混凝土(RC)约束梁试件和3个钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(RECC)约束梁试件进行了升降温全过程耐火性能试验,研究了升降温全过程中梁端约束、受火时间等参数对梁试件高温下变形和内力的影响,比较了RECC约束梁和RC约束梁高温下的温度场分布、变形和内力。研究结果表明:RECC约束梁的截面测点温度低于RC约束梁,在相同的条件下,RECC约束梁的跨中挠度和梁端弯矩均小于RC约束梁;升温时间为60 min的RECC约束梁轴向变形峰值比RC约束梁低25%,RECC约束梁轴力比RC约束梁低18%,升温时间为120 min的RECC约束梁和RC约束梁轴向变形和轴力峰值比较接近;梁试件的反弯点位置在整个升降温过程中不断变化,在降温到某一时刻反弯点会基本消失。

建筑内明敷消防电缆防火措施有效性试验研究

利用红外辐射加热炉及绝缘电阻测量系统,研究了ZC-YJV和YJV两种电缆,在穿涂有不同厚度钢结构防火涂料金属管保护方式下,模拟ISO 834标准火灾条件时,绝缘电阻的失效时间及温度。结果表明,两种型号的电缆在试验的涂层厚度范围内,绝缘失效时间与涂层厚度呈正比例关系,幂指数为1.3,当金属管外防火涂料的涂层厚度小于1 mm或大于3 mm时,保护效果均不明显,防火涂料的涂层厚度范围应以1～2.5 mm为宜。不同型号的电缆其绝缘失效温度有所不同,绝缘失效温度越高耐火性能越好,在火灾中保持线路完整性的能力越强。