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泸定水电站厂房钢管混凝土排架柱结构受火性能研究

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水力发电 2009年第4期35卷 88-92页

作者：阎建维张燎军郭巍河海大学水利水电工程学院江苏南京210098 河海大学土木工程学院江苏南京210098

针对泸定水电站厂房新型钢管混凝土组合结构的特点,建立了其整体三维有限元分析模型,研究钢管混凝土排架柱在遭遇火灾作用过程中温度场及应力场变化规律,并对其刚度和强度进行了分析。研究方法和研究成果可为设计提供参考。

关键词：厂房钢管混凝土受火性能温度场温度应力泸定水电站

工业建筑关键构件受火性能及灾后加固试验研究

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工业建筑关键构件受火性能及灾后加固试验研究

作者：邵棚东南大学

学位级别：硕士

为了研究工业建筑关键构件吊车梁和格构柱受火性能、受火后力学性能及受火后加固修复方法,共进行了9根足尺钢筋混凝土吊车梁试件的受火试验、受火后加固试验以及疲劳性能试验,5根缩尺钢筋混凝土格构柱试件的受火试验和受火后加固试验。... 详细信息

为了研究工业建筑关键构件吊车梁和格构柱受火性能、受火后力学性能及受火后加固修复方法,共进行了9根足尺钢筋混凝土吊车梁试件的受火试验、受火后加固试验以及疲劳性能试验,5根缩尺钢筋混凝土格构柱试件的受火试验和受火后加固试验。在试验研究的基础上,通过有限元模拟和理论分析深入研究试件受力机理,分析结果与试验结果一致,可做为受火后混凝土吊车梁和格构柱力学性能评估及加固修复设计的依据。主要研究内容和成果如下:⑴对7根足尺钢筋混凝土吊车梁试件和4根缩尺钢筋混凝土格构柱试件进行受火试验,ISO834等效受火时间分别为60min和90min,并运用ABAQUS有限元软件对两种试件温度场分别进行模拟。研究表明:升温段和降温段截面温度场分布模式不同;受火面个数和离受火面距离是影响混凝土测点温度的两个主要因素;吊车梁试件跨中挠度随受火时间近似线性变化;受火后吊车梁试件均未失效,处在可加固范围内。⑵对常温下、受火后和受火后加固吊车梁试件进行静载试验,对比研究了试件裂缝开展、标志性荷载、跨中挠度、初始刚度、材料应变、延性系数、破坏模式等内容。研究表明:吊车梁试件受火后承载力下降,安全储备降低;粘贴钢板和粘贴CFRP布两种加固方法均可提高吊车梁试件承载力,但试件变形能力降低;粘贴钢板加固吊车梁试件的承载能力和变形性能均优于粘贴CFRP布加固吊车梁试件。⑶对常温下、受火后和受火后粘贴CFRP布加固吊车梁试件进行疲劳试验,对比分析了试件裂缝开展、跨中挠度、材料应变等随疲劳循环次数的变化关系以及试件疲劳后静力性能等。研究表明:疲劳荷载作用下,裂缝开展、跨中挠度、材料应变等均随循环次数增加均表现出增长-稳定-快速增长的三阶段变化规律;吊车梁试件经历200万次疲劳荷载作用后均未发生疲劳破坏;疲劳荷载作用后吊车梁试件静载破坏模式未发生变化;受火后未加固吊车梁试件经历200万次疲劳荷载作用后,已接近破坏,火灾作用对试件疲劳性能产生不利影响;粘贴CFRP布加固后吊车梁试件疲劳性能有所改善。⑷对常温下、受火后及受火后填实加固格构柱试件进行偏心受压试验,对比研究了格构柱试件初始刚度、延性系数、荷载-位移曲线和破坏模式等内容。研究表明:格构柱试件受火后承载力和刚度显著降低;格构柱试件填实加固后整体受力,承载力和刚度显著提升,且变形能力有所增强,是一种简便有效的加固方法。⑸根据材料受火损伤后力学性能,推导了吊车梁和格构柱试件受火后承载力计算公式和吊车梁试件疲劳验算公式,并运用有限元软件ABAQUS对其受力性能进行非线性分析。结果表明:理论计算公式能够精确计算受火后及受火后加固吊车梁和格构柱试件的静力极限承载力;吊车梁试件疲劳验算公式计算结果与试验结果一致;运用ABAQUS有限元软件分析所得的荷载-位移曲线、混凝土损伤等结果与试验结果吻合较好。

关键词：吊车梁格构柱受火性能疲劳性能受火后加固 CFRP布钢板混凝土填实

火灾下玻璃纤维复合材料夹芯板防火隔热性能研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第4期48卷 681-686页

作者：张子威严仁军武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 武汉理工大学高性能舰船技术教育部重点实验室武汉430063

以玻璃纤维复合材料(GFRP)夹芯板为研究对象,在考虑热工参数、边界条件等多种条件影响下,运用ABAQUS模拟出标准火灾升温曲线作用下GFRP夹芯板沿厚度方向的温度场仿真模型,并与试验进行对比.通过改变复合材料夹芯板厚度、增加防火板保护... 详细信息

以玻璃纤维复合材料(GFRP)夹芯板为研究对象,在考虑热工参数、边界条件等多种条件影响下,运用ABAQUS模拟出标准火灾升温曲线作用下GFRP夹芯板沿厚度方向的温度场仿真模型,并与试验进行对比.通过改变复合材料夹芯板厚度、增加防火板保护和采用悬挂式防火结构等方式,模拟出不同复合材料夹芯板防火结构的温度场结果.改变防火板厚度和隔空距离进行参数优化,得到等效达到船舶防火规范FTP11隔热性要求的防火结构;并降低复合材料夹芯板内部温度,提供多个温度场结果.

关键词：防火结构受火性能玻璃纤维复合材料有限元仿真热传导

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隔震橡胶支座防火保护试验研究

建筑结构学报 2011年第2期32卷 107-112页

作者：吴波韩力维周福霖沈朝勇谭平华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 广州大学工程抗震研究中心广东广州510405

隔震橡胶支座的耐火性能通常较差,威胁着隔震结构(特别是层间隔震结构)的火灾安全。在ISO 834标准升温条件下,通过2个采用厚型防火涂料的隔震橡胶支座的明火试验,对比分析了隔震橡胶支座在火灾前、后的力学性能。利用ANSYS软件,分析了... 详细信息

隔震橡胶支座的耐火性能通常较差,威胁着隔震结构(特别是层间隔震结构)的火灾安全。在ISO 834标准升温条件下,通过2个采用厚型防火涂料的隔震橡胶支座的明火试验,对比分析了隔震橡胶支座在火灾前、后的力学性能。利用ANSYS软件,分析了试验支座的内部温度场,并与实测结果进行了对比。研究结果表明:对于采用厚度50mm的防火涂料和相应构造措施进行保护处理的隔震橡胶支座,在持续3h的明火试验后,无铅芯橡胶支座和铅芯橡胶支座的表观特征均无明显变化,各项力学性能指标与受火前相比变化幅度均小于8%,水平极限变形能力满足现行规范要求;验证了隔震橡胶支座防火保护措施的有效性。

关键词：隔震橡胶支座防火保护受火试验受火性能

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冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁受火试验研究

建筑结构学报 2012年第5期33卷 141-149页

作者：高轩能黄文欢朱皓明华侨大学土木工程学院福建厦门361021

对5个冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁试件进行在ISO-834标准火灾下的受火试验。试验中考虑了荷载水平、防火涂层厚度和槽钢截面高度等参数的影响。试验结果表明:荷载水平、防火涂层厚度和槽钢截面高度是影响组合梁抗火性能的主要因素,其他... 详细信息

对5个冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁试件进行在ISO-834标准火灾下的受火试验。试验中考虑了荷载水平、防火涂层厚度和槽钢截面高度等参数的影响。试验结果表明:荷载水平、防火涂层厚度和槽钢截面高度是影响组合梁抗火性能的主要因素,其他因素影响很小;在ISO-834标准火灾下,以跨中挠度δ=l/25作为组合梁达到耐火极限的判别标准是合适的;填充混凝土可有效提高组合梁的整体刚度和延性,使其在高温下直至破坏仍可保持完整性,没有出现高温局部屈曲现象;在槽钢上直接涂刷防火涂层不能保证其与槽钢表面的紧密结合,需要改进组合梁的防火涂层施工工艺;试验结果验证了有限元分析结果的正确性。

关键词：组合梁冷弯薄壁槽钢受火试验受火性能耐火极限

GFRP复合材料-泡桐木夹芯楼面板抗火性能试验

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南京工业大学学报（自然科学版） 2020年第1期42卷 124-128页

作者：谈滢涛王贤坤司奇楠王璐北京世纪千府国际工程设计有限公司北京100089 南京工业大学土木工程学院江苏南京211800

为了研究玻璃纤维增强塑料(GFRP)泡桐木夹芯构件在受火时以及受火后的力学性能,对4个夹芯构件进行试验,其中1个构件用于静力试验,其余3个构件进行受火荷载耦合试验以及过火后的力学性能试验。对构件在受火时的温度分布、强度以及刚度的... 详细信息

为了研究玻璃纤维增强塑料(GFRP)泡桐木夹芯构件在受火时以及受火后的力学性能,对4个夹芯构件进行试验,其中1个构件用于静力试验,其余3个构件进行受火荷载耦合试验以及过火后的力学性能试验。对构件在受火时的温度分布、强度以及刚度的变化进行记录以及分析。试验结果表明:由于腹板的加入,构件在静力下的性能有着明显提高,极限抗弯强度为491.9 kN;构件在受火时树脂分解、水分蒸发、木材炭化,强度以及刚度出现大幅下降;构件温度分布出现了三段式分布,即加速升温、恒温以及线性升温3个阶段,构件在整个试验过程中背火面处的温度一直处于安全范围;在受火后的性能上,所有构件均出现了力学性能大幅下滑现象,其中极限强度下降最高约86%;腹板厚度增加对构件的过火性能有所提高,厚度的增加对构件的过火性能影响有着较大的影响。

关键词：夹芯结构复合材料受火性能残余承载力

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基于子结构模型的约束PEC柱抗火性能

消防科学与技术 2013年第7期32卷 707-711页

作者：行盼娟毛小勇郜秋鹏苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011

利用有限元软件ABAQUS建立了包含部分梁、柱的约束PEC柱子结构温度场和力学分析模型,应用约束PEC柱的抗火试验数据验证了模型的合理性。对轴力作用下子结构在火灾下的受力性能进行了参数分析,分析了轴力比、轴向约束刚度、约束梁跨度、... 详细信息

利用有限元软件ABAQUS建立了包含部分梁、柱的约束PEC柱子结构温度场和力学分析模型,应用约束PEC柱的抗火试验数据验证了模型的合理性。对轴力作用下子结构在火灾下的受力性能进行了参数分析,分析了轴力比、轴向约束刚度、约束梁跨度、柱长度以及材料强度对子结构轴向位移和轴力的影响规律。结果表明:随着轴力比的增加,柱轴向变形峰值和轴力变化系数峰值减小;随着轴向约束的增加,柱轴力变化系数峰值增大,轴向位移峰值减小,高温压缩阶段的轴向位移趋于平缓;随着柱长度的增加,轴向位移峰值和轴力变化系数峰值略有增加;约束梁跨度、型钢屈服强度和混凝土抗压强度对柱轴向位移和轴力变化系数影响很小。

关键词：约束PEC柱子结构受火性能参数分析

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火灾下蜂窝梁变形过程性能分析及简化计算

火灾下蜂窝梁变形过程性能分析及简化计算

作者：董峥沈阳建筑大学

学位级别：硕士

随着人们对高跨度超高层建筑的不断探索,具有更好承载能力的钢结构建筑应用越发广泛。其中蜂窝钢梁由于自身的优越性能及其加工技术的不断成熟逐渐成为其中的主要构件,研究人员对其受力性能的研究也在逐渐加深。由于钢结构在火灾情况下... 详细信息

随着人们对高跨度超高层建筑的不断探索,具有更好承载能力的钢结构建筑应用越发广泛。其中蜂窝钢梁由于自身的优越性能及其加工技术的不断成熟逐渐成为其中的主要构件,研究人员对其受力性能的研究也在逐渐加深。由于钢结构在火灾情况下的变形及坍塌较为严重,其火灾下的性能研究成为蜂窝钢梁力学性能的主要研究方向。最初其研究主要以独立构件作为主体,以其承载能力作为抗火设计的标准,但是在实际工程中研究人员逐渐发现由于构件两端的约束条件的不同,其在构件中的抗火能力通常区别于独立构件的抗火能力。因此火灾下不同约束条件的构件承载性能,包括其“悬链效应”对其抗火性能的影响引起研究人员的探讨。针对这一研究方向,本文对火灾下受不同约束的蜂窝梁进行了以下两个方面的探索:(1)建立ABAQUS有限元模型对火灾下蜂窝梁变形过程进行模拟,通过对受力变形过程中的梁端轴力、梁端弯矩、跨中挠度及跨中弯矩的分析,将蜂窝梁的力学响应划分为五个阶段,在这五个阶段中选取三个特征温度值及四个特征内力值作为研究指标。在此基础上,选取九种重要的影响因素作为变量进行模拟,改变影响因素取值,得出其梁端轴力、梁端弯矩、跨中挠度及跨中弯矩随温度变化曲线关系,由其力学特征和破坏方式判断其合适取值范围。九种影响因素包括:开孔形式、荷载比、轴向和转动刚度约束比、距高比、开孔率、跨高比、梁端长度及屈服强度。(2)以上一研究内容为基础,对三个特征温度值及四个特征内力值的影响因素进行简化,最终选取对特征温度产生影响的四个因素及对特征内力产生较大影响的七个因素,通过SPSS软件中建立正交数据表,进行多元素非线性回归,最终形成特征值简化公式。与此同时,为了计算任一温度下蜂窝梁受火性能,结合H型钢梁的简化计算方法给出火灾下蜂窝梁的两种简化计算方法及流程。最终对给出两种简化计算方法进行对比验证,验证结果误差均在合理范围内。上述的研究成果可以为蜂窝梁在实际工程中的使用提供理论及数据支持。

关键词：蜂窝梁 ABAQUS模拟受火性能约束简化计算

基于子结构模型的约束PEC柱（弱轴）抗火性能研究

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基于子结构模型的约束PEC柱（弱轴）抗火性能研究

作者：高宇苏州科技大学

学位级别：硕士

对于约束PEC柱构件,目前国内外已开展了不少试验研究和理论分析工作。然而,作为结构中的一部分,PEC柱必然要受到相邻构件的约束作用,其抗火性能与单独的柱子存在一定的差异。为了更加真实地反映结构中PEC柱在受约束情况下的抗火性能,本... 详细信息

对于约束PEC柱构件,目前国内外已开展了不少试验研究和理论分析工作。然而,作为结构中的一部分,PEC柱必然要受到相邻构件的约束作用,其抗火性能与单独的柱子存在一定的差异。为了更加真实地反映结构中PEC柱在受约束情况下的抗火性能,本文采用包含部分楼板、梁、柱的子结构模型,同时考虑柱的轴向和弯曲约束,和柱端连续性条件,进行约束PEC柱的抗火性能研究。本文的主要工作如下:(1)按照局部受火条件下柱的实际受力状态,选择了约束PEC柱(绕弱轴)的子结构模型。(2)应用ABAQUS有限元软件建立了包含部分梁、楼板、柱的端部约束PEC柱有限元分析模型,应用约束PEC柱的抗火试验数据验证了模型的合理性。(3)用验证后的模型对约束PEC轴压柱和约束PEC偏压柱开展温度场以及绕弱轴力学响应分析。(4)对高温下约束PEC轴压柱的耐火极限、轴力变化及轴向位移变化过程进行了参数分析,主要考查了火灾荷载比、轴向约束刚度、约束梁跨度、梁上荷载大小以及柱长细比的影响。(5)对高温下约束PEC偏压柱绕弱轴弯曲的耐火极限、轴力变化及轴向位移变化过程做参数分析,主要考查了火灾荷载比、偏心率、轴向约束刚度、约束梁跨度、梁上荷载大小以及柱长细比的影响。(6)对比分析了火灾荷载比对约束PEC轴压柱和偏压柱的受力性能及耐火极限的影响规律的异同点。

关键词：约束PEC柱子结构受火性能耐火极限荷载比