局部火災(zāi)下鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)的耐火性能

平面鋼框架結(jié)構(gòu)耐火性能研究——本文建立了局部火災(zāi)下平面鋼框架耐火性能分析的有限元模型，模型得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證；在此基礎(chǔ)上，研究了火災(zāi)發(fā)生位置、柱保護(hù)層厚度等對(duì)平面鋼框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的變形規(guī)律、破壞形式、承載機(jī)理、耐火極限的影響規(guī)律，并將耐火極...

本文建立了局部火災(zāi)下平面鋼框架耐火性能分析的有限元模型,模型得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上,研究了火災(zāi)發(fā)生位置、柱保護(hù)層厚度等對(duì)平面鋼框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的變形規(guī)律、破壞形式、承載機(jī)理、耐火極限的影響規(guī)律,并將耐火極限的計(jì)算結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行了對(duì)比。

底框架結(jié)構(gòu)因其自身特點(diǎn)耐火性較差,可能在火災(zāi)中發(fā)生倒塌。為正確評(píng)估該類結(jié)構(gòu)的耐火性能,以木方為燃料進(jìn)行6棟建筑火災(zāi)試驗(yàn)。結(jié)果表明:①與鋼筋混凝土全框架相比,底框架結(jié)構(gòu)耐火性差,當(dāng)下部商業(yè)用房存在較多可燃物,人為干預(yù)火災(zāi)失效時(shí)倒塌可能性較大。②鋼筋混凝土構(gòu)件在火災(zāi)中的熱膨脹變形較大,混凝土的后期強(qiáng)度對(duì)耐火性能影響也很大,評(píng)估或預(yù)測(cè)該類結(jié)構(gòu)的耐火性能時(shí)必須考慮溫度內(nèi)力和混凝土的后期強(qiáng)度。③混凝土齡期在1年半以上,立方體強(qiáng)度不超過(guò)50mpa時(shí),火災(zāi)中一般不會(huì)發(fā)生爆裂。④建筑物豎向變形和中柱裂縫可作為中柱失效的預(yù)兆:在火災(zāi)轟燃后60min以上,當(dāng)建筑物豎向變形在10min內(nèi)壓縮均值達(dá)到2mm;當(dāng)四面受火柱的混凝土本體在其截面寬度(或高度)中間部位發(fā)生豎向裂縫,尤其是形成較長(zhǎng)或較寬裂縫,或某處出現(xiàn)較密集裂縫時(shí)。建議:當(dāng)下部商用房間火災(zāi)荷載較大時(shí),采用增大截面尺寸的方式適當(dāng)降低軸壓比。

該文建立了受火區(qū)域采用實(shí)體單元和殼單元的精細(xì)模型、非受火區(qū)域采用梁柱模型的鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架耐火性能分析的有限元計(jì)算模型,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。利用上述模型對(duì)局部火災(zāi)下鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的破壞形態(tài)、破壞機(jī)理、變形及內(nèi)力重分布規(guī)律進(jìn)行了研究。分析表明,火災(zāi)下鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架出現(xiàn)了2種典型的破壞形態(tài):第1種為由受火鋼梁整體失穩(wěn)導(dǎo)致的框架局部破壞形態(tài);第2種為由受火鋼管混凝土柱破壞導(dǎo)致的框架整體破壞形態(tài)。

開(kāi)展了3榀單層雙跨約束鋼筋混凝土框架在iso834標(biāo)準(zhǔn)升溫過(guò)程下的明火試驗(yàn),考察了框架的高溫反應(yīng)及其破壞形態(tài),分析了約束鋼筋對(duì)框架耐火性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)由于框架梁的高跨比較大,框架在荷載和高溫作用下的破壞形態(tài)主要表現(xiàn)為框架梁的剪切破壞,破壞區(qū)基本集中在加載點(diǎn)與柱頂之間的斜向區(qū)域;(2)在框架梁破壞的最后時(shí)刻,由于其跨中撓度急速增大,梁內(nèi)縱向鋼筋將以類似懸鏈索的形式發(fā)揮作用;(3)約束鋼筋雖然在升溫中、前期對(duì)左、右框架邊柱頂端之間相對(duì)距離的增大效應(yīng)具有一定抑制作用,但對(duì)框架的耐火極限影響不大。

本文建立了火災(zāi)下高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算模型,研究了高溫下框架結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律、結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制、塑性鉸分布規(guī)律、受火梁的內(nèi)力以及耐火極限.分析表明,本文高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)下發(fā)生了框架局部破壞和框架整體倒塌兩種破壞形態(tài);框架局部破壞情況下,當(dāng)發(fā)生破壞的框架梁位于框架高度中間時(shí),框架的耐火極限較大,當(dāng)發(fā)生破壞的框架梁位于框架頂部或底部時(shí),框架的耐火極限較小.

火災(zāi)下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)受火性能的全過(guò)程分析 (2)

火災(zāi)下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)受火性能的全過(guò)程分析

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第44卷　第5期 2009年10月 　　　　　　 西　南　交　通　大　學(xué)　學(xué)　報(bào) journalofsouthwestjiaotonguniversity 　　　　　　 vol.44　no.5 oct.2009 收稿日期:2008212218 基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50678097);山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(y2006f30) 作者簡(jiǎn)介:傅傳國(guó)(1963-),男,教授,博士,研究方向?yàn)楣こ探Y(jié)構(gòu)基本理論及減災(zāi)技術(shù),電話:13706400632,e2mail:fcguo@sdjzu.edu.cn 　　文章編號(hào):025822724(2009)0520697208　　doi:10.3969/j.issn.025822724.2009.05.0

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火災(zāi)作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)制——基于abaqus軟件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了適用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)分析的梁?jiǎn)卧脩舨牧夏Ｐ图白映绦颍瑥亩梢暂^為準(zhǔn)確地模擬火災(zāi)下鋼筋}昆凝土構(gòu)件的截面溫度場(chǎng)．基于塑性增量理論，對(duì)在恒定加載與標(biāo)準(zhǔn)升溫耦合作用下...

美國(guó)研究人員開(kāi)展了鋼筋混凝土承重墻耐火性能的三維有限元數(shù)值模擬研究。提出的數(shù)值模擬模型考慮了影響鋼筋混凝土墻耐火性能的主要參數(shù)，包括墻的長(zhǎng)細(xì)比、支撐約束條件、高溫下鋼筋和混凝土的材性變化。熱反應(yīng)和結(jié)構(gòu)反應(yīng)的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果均吻合較好。研究結(jié)果表明，

基于新疆柳樹(shù)溝水電站廠房鋼管混凝土排架柱的構(gòu)造形式、受力特點(diǎn)和變形規(guī)律,考慮火災(zāi)作用下材料熱力學(xué)參數(shù)隨溫度升高呈非線性變化的特點(diǎn),應(yīng)用有限元程序adina建立了排架柱三維有限元模型,并采用有限元程序adina中的tmc熱機(jī)耦合模塊進(jìn)行了瞬態(tài)熱分析,探究了鋼管混凝土排架柱在火災(zāi)作用下的溫度場(chǎng)分布和溫度應(yīng)力變化。結(jié)果表明,本文方法合理、有效。

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為了研究u型鋼-混凝土組合梁的耐火性能,文章采用在空間上運(yùn)用有限單元與在時(shí)間上運(yùn)用有限差分相結(jié)合的方法,應(yīng)用ansys編制熱分析程序,對(duì)組合梁在iso-834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下的溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析與計(jì)算。結(jié)果表明,在iso-834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下,填充混凝土使u型鋼-混凝土組合梁截面的溫度分布不均勻,該梁的耐火特性顯著優(yōu)于普通型鋼-混凝土組合梁,單純地用給定臨界溫度來(lái)判定組合梁是否達(dá)到耐火極限不合理。此外,填充混凝土可有效降低鋼梁截面的溫度,產(chǎn)生溫升延時(shí)效應(yīng),在升溫前期,u型鋼-混凝土組合梁的溫度低于未填充混凝土的型鋼梁,降幅可達(dá)15%~60%,溫升延時(shí)可達(dá)約15min。

論鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的地震控制設(shè)計(jì)——鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)房屋具有良好的抗震性能，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只要經(jīng)過(guò)抗震計(jì)算并采取妥善的抗震構(gòu)造措施，在一般烈度區(qū)建造多層框架房屋是可以保證安全的。但是，在超過(guò)了其限度以后就不能保證了，就需要對(duì)其加固。闡...

論鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)——地震災(zāi)害具有突發(fā)性，至今可預(yù)見(jiàn)性仍然很低，它給人類社會(huì)造成損失嚴(yán)重，是各類自然災(zāi)害中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。本文主要分析了結(jié)構(gòu)延性在抗震設(shè)計(jì)中的重要性及其作用、影響結(jié)構(gòu)延性的主要因素以及結(jié)構(gòu)延性的抗震設(shè)計(jì)。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)思——在我國(guó)現(xiàn)在的多高層建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用最普遍，其中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)形式。在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，筆者通過(guò)切身體會(huì)，總結(jié)歸納了一些設(shè)計(jì)方案，與進(jìn)行設(shè)計(jì)人員初步探討。