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拉索防火涂层对预应力组合梁抗火性能的影响

建筑钢结构进展 2021年第5期23卷 29-36,72页

作者：周焕廷张苏鹏郑志远秦晗伍先兴陈志华武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

采用有限元软件ABAQUS建立了用于模拟预应力组合梁在火灾下全过程受力行为的模型,研究拉索防火涂层对预应力连续组合梁抗火性能的影响。考察组合梁跨中挠度、拉索应力及塑性应变随温度的变化,分析了预应力组合梁在高温下的温度变化和破... 详细信息

采用有限元软件ABAQUS建立了用于模拟预应力组合梁在火灾下全过程受力行为的模型,研究拉索防火涂层对预应力连续组合梁抗火性能的影响。考察组合梁跨中挠度、拉索应力及塑性应变随温度的变化,分析了预应力组合梁在高温下的温度变化和破坏模式。结果表明:钢梁下翼缘与腹板升温较快,二者温差很小,而腹板与上翼缘的温差较大;混凝土截面各测点处升温速率由下至上依次降低,上表面与下表面的最高温度差可达约700℃;当拉索有5 mm厚防火涂层时,在升温前期其温度随时间延长而上升的幅度比无防火层时温度上升的幅度要小,同一升温时间下,二者温度差值最大可达175℃;而当升温时间达到13 min时,二者温差开始减小,直至升温时间为60 min时,其温度曲线基本重合;预应力连续组合梁在高温下的破坏形态主要以跨中挠度变形过大为主,中间支座处腹板与下翼缘发生对称弯曲变形;防火涂层延缓了拉索的温度上升,在同一荷载和温度下拉索能够承担的应力更大,对组合梁的抗弯贡献也更大。

关键词：预应力连续组合梁抗火性能有限元法预应力拉索防火涂层破坏形态

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蠕变模型对约束钢梁抗火性能分析的影响

土木建筑与环境工程 2015年第5期37卷 41-47页

作者：王卫永何平召重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点试验室(重庆大学) 重庆400045

钢材在高温和荷载作用下产生明显蠕变变形,影响火灾中结构的变形和受力性能。现有的蠕变模型较多,但没有一个广泛适用的蠕变模型。不同的蠕变模型对钢结构抗火分析结果有很大影响。为了量化蠕变模型对约束钢梁抗火性能分析的影响,对5种... 详细信息

钢材在高温和荷载作用下产生明显蠕变变形,影响火灾中结构的变形和受力性能。现有的蠕变模型较多,但没有一个广泛适用的蠕变模型。不同的蠕变模型对钢结构抗火分析结果有很大影响。为了量化蠕变模型对约束钢梁抗火性能分析的影响,对5种常用的蠕变模型进行了对比分析。采用编写的约束钢梁计算程序,分别计算5种蠕变模型下约束钢梁的抗火性能并与试验数据进行对比。结果表明,采用Norton蠕变模型的计算结果与试验数据吻合最好。最后对影响约束钢梁抗火性能参数进行了研究,研究发现,Harmathy蠕变模型对约束梁抗火性能分析结果影响最大;不同蠕变模型对不同荷载比、约束刚度下的约束钢梁抗火性能影响程度均不同。

关键词：蠕变模型约束钢梁抗火性能钢结构

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约束高强度Q460钢梁的抗火性能

土木建筑与环境工程 2015年第2期37卷 52-59页

作者：何平召王卫永重庆大学土木工程学院重庆400045

为了研究约束高强度Q460钢梁的抗火性能,在已有约束钢梁分析理论的基础上,引入残余应力,提出了约束钢梁的抗火性能分析方法,并采用普通强度约束钢梁试验数据对分析方法进行了验证。考虑高强度Q460钢材高温下力学性能参数,利用所提出的... 详细信息

为了研究约束高强度Q460钢梁的抗火性能,在已有约束钢梁分析理论的基础上,引入残余应力,提出了约束钢梁的抗火性能分析方法,并采用普通强度约束钢梁试验数据对分析方法进行了验证。考虑高强度Q460钢材高温下力学性能参数,利用所提出的方法分析了约束高强度Q460钢梁的抗火性能,并与普通强度Q345钢梁进行了对比。对影响约束高强度Q460钢梁的抗火性能参数进行了分析,包括荷载比、残余应力、轴向约束刚度、转动约束刚度和受火方式等。研究表明:所提出的分析方法准确可靠,高强度Q460钢梁抗火性能与普通强度钢梁具有较大的区别,高强度Q460约束钢梁的抗火性能明显优于普通强度约束钢梁。荷载比、轴向约束刚度、转动约束刚度、受火方式对高强度Q460约束钢梁有较大影响。

关键词：高强度钢钢梁抗火性能

高强度Q460钢梁抗火性能研究(Ⅱ)——理论验证

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土木建筑与环境工程 2014年第3期36卷 72-79页

作者：王卫永周一超于宝林彭川重庆大学土木工程学院重庆400045 密歇根州立大学土木与环境工程系美国密歇根48824 重庆理工大学资产管理公司重庆400050

系列文章的第1篇已经对高强度Q460钢梁高温下的抗火性能进行了理论分析,给出了高强度Q460钢梁的温度分布和极限承载力、临界温度和稳定系数的计算方法。该文采用有限元分析对高强度Q460钢梁的温度分布和极限承载力进行了计算,并将计算... 详细信息

系列文章的第1篇已经对高强度Q460钢梁高温下的抗火性能进行了理论分析,给出了高强度Q460钢梁的温度分布和极限承载力、临界温度和稳定系数的计算方法。该文采用有限元分析对高强度Q460钢梁的温度分布和极限承载力进行了计算,并将计算结果与理论分析和试验结果进行了对比,验证了理论分析的正确性。对高强度Q460钢梁和普通Q235钢梁的抗火性能进行了对比,得到两者在抗火性能方面的区别。提出了高强度Q460钢梁抗火设计的简化方法,并通过一个算例演示了简化设计方法的使用。

关键词：有限元高强钢抗火性能钢梁

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考虑结构整体性的组合梁抗火性能研究

自然灾害学报 2008年第3期17卷 96-105页

作者：王银志李国强同济大学土木工程学院

处于结构整体中的构件具有比单个构件更高的抗火能力,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。由于结构的高次超静定,组合梁在火灾下达到其极限抗弯承载能力后,尚能够利用悬链线效应继续承载。通过理论和试验研究,给出了考... 详细信息

处于结构整体中的构件具有比单个构件更高的抗火能力,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。由于结构的高次超静定,组合梁在火灾下达到其极限抗弯承载能力后,尚能够利用悬链线效应继续承载。通过理论和试验研究,给出了考虑结构整体性的组合梁火灾全过程计算方法。利用这种方法,可以计算组合梁挠度、轴力、跨中及梁端弯矩的变化全过程,进而对组合梁的抗火性能进行火灾全过程分析。通过试验,验证了这种理论计算方法的可靠性,为组合梁抗火性能的理论研究和抗火设计提供了参考。

关键词：组合梁抗火性能悬链效应理论研究性能设计

高强度Q460钢梁抗火性能研究(Ⅰ)——理论分析

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土木建筑与环境工程 2014年第3期36卷 64-71页

作者：王卫永周一超于宝林彭川重庆大学土木工程学院重庆400045 密歇根州立大学土木与环境工程系美国密歇根48824 重庆理工大学资产管理公司重庆400050

为了得到高强度Q460钢梁高温下的抗火性能,采用有限差分法推导了高温下高强度Q460钢梁的截面温度计算方法并计算了温度分布,提出了钢梁各个组件温度的修正公式。基于常温下钢梁的整体稳定临界弯矩,根据Q460钢材的高温力学性能参数,分析... 详细信息

为了得到高强度Q460钢梁高温下的抗火性能,采用有限差分法推导了高温下高强度Q460钢梁的截面温度计算方法并计算了温度分布,提出了钢梁各个组件温度的修正公式。基于常温下钢梁的整体稳定临界弯矩,根据Q460钢材的高温力学性能参数,分析得到了高强度Q460钢梁高温下临界弯矩和整体稳定验算参数;并利用等效刚度法考虑了温度不均匀分布的影响,研究了高强度Q460钢梁在不均匀温度下的极限承载力、临界温度和稳定系数。

关键词：不均匀温度高强钢抗火性能钢梁

高温蠕变对约束高强度Q460钢梁抗火性能的影响

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建筑钢结构进展 2016年第5期18卷 34-40页

作者：何平召王卫永成都基准方中建筑设计有限公司成都610031 重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

高温和荷载共同作用下钢材产生明显的蠕变变形,对钢结构在火灾下的变形和受力性能产生较大影响。为了研究钢材高温蠕变对约束高强度Q460钢梁抗火性能的影响,采用ANSYS有限元软件建立约束钢梁结构分析模型,引入普通钢材高温力学性能和蠕... 详细信息

高温和荷载共同作用下钢材产生明显的蠕变变形,对钢结构在火灾下的变形和受力性能产生较大影响。为了研究钢材高温蠕变对约束高强度Q460钢梁抗火性能的影响,采用ANSYS有限元软件建立约束钢梁结构分析模型,引入普通钢材高温力学性能和蠕变特性,分析了约束普通Q345钢梁的火灾响应,并与试验结果进行了对比,验证了模型的正确性。采用验证后的模型,引入高强度Q460钢材的高温力学性能和蠕变模型,分析了高温蠕变对约束高强度Q460钢梁抗火性能影响的程度,并将约束普通Q345钢梁和高强度Q460钢梁的抗火性能进行了对比。最后对考虑蠕变效应后影响约束高强度Q460钢梁的抗火性能参数进行了分析。研究表明,钢材高温蠕变对约束高强度Q460钢梁的抗火性能影响很大,蠕变不利于约束Q460钢梁抗火承载力的发挥;约束高强度Q460钢梁比普通Q345钢梁的抗火性能好,约束钢梁的极限状态可以按钢梁达到轴向最大拉力时进行设计。

关键词：蠕变约束钢梁高强度Q460钢抗火性能有限元分析

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涂层剥落对波纹腹板组合梁抗火性能的影响

武汉理工大学学报 2019年第9期41卷 64-70页

作者：周焕廷伍先兴薛伟杰秦晗张苏鹏武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

为研究涂层剥落对波纹腹板组合梁抗火性能的影响,采用ABAQUS有限元软件建立波纹腹板组合简支梁在ISO834标准升温曲线下的热分析和力学分析有限元模型,以涂层剥落位置及剥落方式为参数,分析了截面温度分布规律以及不同参数对波纹腹板组... 详细信息

为研究涂层剥落对波纹腹板组合梁抗火性能的影响,采用ABAQUS有限元软件建立波纹腹板组合简支梁在ISO834标准升温曲线下的热分析和力学分析有限元模型,以涂层剥落位置及剥落方式为参数,分析了截面温度分布规律以及不同参数对波纹腹板组合梁抗火性能的影响差异。结果表明:组合梁在火灾中的破坏位置位于涂层剥落段,破坏特征为涂层剥落段组合梁挠曲;涂层剥落位置对波纹腹板组合梁抗火性能影响较大,当剥落位于钢梁下翼缘剪弯段或纯弯段时,组合梁耐火时间约为无剥落时的48%,而钢梁下翼缘全跨涂层剥落时,耐火时间约为无剥落时的64.5%,钢梁腹板剪弯段处涂层剥落时,耐火时间约为无剥落时的61.3%;涂层剥落方式对组合梁抗火性能影响较小,单、双侧剥落导致组合梁耐火时间相差5%~21%。

关键词：波纹腹板组合梁防火涂层剥落抗火性能有限元分析

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高强钢管混凝土柱的抗火性能研究

建筑钢结构进展 2018年第4期20卷 85-96页

作者：张哲王柯张猛郑州大学土木工程学院郑州450001 深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060

为了充分研究高强度结构钢(Q460和Q690)钢管内充混凝土柱的抗火性能,建立了恒定轴向荷载作用下的钢管混凝土柱的三维有限元模型。在模型中,对混凝土-钢管界面行为进行了模拟,考虑了柱子的初始几何缺陷,进行了数值热传导和非线性应力分... 详细信息

为了充分研究高强度结构钢(Q460和Q690)钢管内充混凝土柱的抗火性能,建立了恒定轴向荷载作用下的钢管混凝土柱的三维有限元模型。在模型中,对混凝土-钢管界面行为进行了模拟,考虑了柱子的初始几何缺陷,进行了数值热传导和非线性应力分析。通过和已有试验结果的对比,验证了有限元模型的准确性,随后对钢管混凝土柱的抗火性能进行了广泛的参数研究。研究参数包括柱的几何尺寸、钢管材料强度、混凝土强度、混凝土所用水泥类别、混凝土含水率以及加载比例。对柱子的时间-温度和时间-轴向位移曲线进行了分析比较。参数分析结果表明,混凝土的直径和强度对钢管混凝土柱的耐火时间比钢管强度有更大的影响。在同一加载比例下,钢管混凝土柱的耐火时间一般随钢管强度的增加而减少,随着混凝土强度的增加而增加。但在相同荷载下,随着钢管强度等级的提高,钢管混凝土柱的耐火性显著改善。

关键词：高强度钢抗火性能钢管混凝土柱高温性能有限元模型