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局部开孔蜂窝组合梁抗火性能试验研究与数值模拟

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工程力学 2024年

作者：吕俊利张宗烜隋墉刘旭山东建筑大学土木工程学院建筑结构加固改造与地下工程教育部重点实验室

已有研究结果表明：在火灾高温作用下蜂窝组合梁梁端第一孔附近钢梁腹板和下翼缘产生显著屈曲。本文对梁端一定长度内不开孔的蜂窝组合梁进行恒载升温试验研究与数值模拟分析。考虑不同梁端约束、开孔率、第一孔距梁端距离大小、翼缘宽... 详细信息

已有研究结果表明：在火灾高温作用下蜂窝组合梁梁端第一孔附近钢梁腹板和下翼缘产生显著屈曲。本文对梁端一定长度内不开孔的蜂窝组合梁进行恒载升温试验研究与数值模拟分析。考虑不同梁端约束、开孔率、第一孔距梁端距离大小、翼缘宽厚比以及腹板高厚比等参数对局部开孔蜂窝组合梁抗火性能的影响。研究表明：局部开孔改善了火灾下蜂窝组合梁端部腹板和下翼缘屈曲，提高了蜂窝组合梁抗火性能；由于梁端约束和温度梯度的存在，在升温初期梁端刚接组合梁竖向变形出现反拱，梁端铰接组合梁竖向变形出现平台段，在升降温全过程中，混凝土翼板发生复杂的裂缝；模拟结果分析得出，蜂窝组合梁第一孔距梁端4倍孔直径，腹板高厚比40.75时，抗火性能改善最佳。

关键词：蜂窝组合梁抗火性能梁端约束试验研究数值分析

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考虑高温蠕变影响的钢梁抗火性能

防灾减灾工程学报 2016年第3期36卷 486-492页

作者：王卫永何平召重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(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,影响火灾中钢梁的变形和受力性能。为了定量确定高温蠕变对钢梁抗火承载力的影响,建立了考虑高温蠕变的钢梁有限元分析模型。采用约束钢梁抗火试验数据对模型进行了验证,结果吻合较好。进而采... 详细信息

钢材在高温和荷载作用下产生明显蠕变变形,影响火灾中钢梁的变形和受力性能。为了定量确定高温蠕变对钢梁抗火承载力的影响,建立了考虑高温蠕变的钢梁有限元分析模型。采用约束钢梁抗火试验数据对模型进行了验证,结果吻合较好。进而采用该模型对钢梁在火灾下的承载力进行了分析,得到了钢梁的抗火承载力与温度和时间的关系,并提出了钢梁高温承载力实用计算方法。研究表明:钢材的高温蠕变对钢梁抗火性能具有较大影响;钢梁在高温下承载力随时间变化十分显著;对耐火极限要求较低的钢梁,传统的高温承载力计算方法偏于保守;而对耐火极限要求较高的钢梁,传统的高温承载力计算方法偏于不安全。

关键词：蠕变抗火性能钢梁承载力

预应力轴心受拉钢构件抗火性能研究(Ⅲ):实用设计方法

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防灾减灾工程学报 2016年第3期36卷 350-356页

作者：周焕廷周晨昊张健李国强武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为研究预应力轴心受拉钢构件的抗火性能,利用传热学原理对火灾下预应力轴心受拉钢构件的温度分布进行了理论分析,得出了任意爆火时刻预应力索温度的差分计算式。分析表明:火灾下拉索升温随拉索的等效直径增加而降低,随预应力钢管的温度... 详细信息

为研究预应力轴心受拉钢构件的抗火性能,利用传热学原理对火灾下预应力轴心受拉钢构件的温度分布进行了理论分析,得出了任意爆火时刻预应力索温度的差分计算式。分析表明:火灾下拉索升温随拉索的等效直径增加而降低,随预应力钢管的温度升高而升高。利用索温度的差分计算式以及抗火设计基本思路,推导出预应力轴心受拉钢构件临界温度的简化计算方法,并采用试验研究、有限元方法对计算方法进行了验证。该计算方法表明构件的临界温度随着约束刚度比的增加而升高,随着荷载比的增加而降低。

关键词：预应力轴心受拉钢构件抗火性能设计方法

防火保护的CFRP加固混凝土梁抗火性能分析

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结构工程师 2015年第2期31卷 117-123页

作者：彭东平胡克旭杨耀武中国建筑西北设计研究院有限公司西安710018 同济大学结构工程与防灾研究所上海200092

将CFRP和粘结CFRP所用胶黏剂作为"整体材料",建立了不同温度下CFRP-混凝土界面的等效本构关系,并运用ANSYS有限元分析程序对分别采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁在不同工况下的抗火性能进... 详细信息

将CFRP和粘结CFRP所用胶黏剂作为"整体材料",建立了不同温度下CFRP-混凝土界面的等效本构关系,并运用ANSYS有限元分析程序对分别采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁在不同工况下的抗火性能进行了分析,研究防火保护材料厚度、混凝土保护层厚度、荷载比及加固量对CFRP加固混凝土梁抗火性能的影响。结果表明,CFRP加固混凝土梁抗火性能随着荷载比和加固量的增大而降低,随着防火保护材料厚度和混凝土保护层厚度的增加而增强;相对而言,防火保护层厚度、荷载比和跨高比对CFRP加固混凝土梁耐火性能的影响较大,而加固量的影响相对较小。

关键词： CFRP加固混凝土梁防火保护抗火性能 CFRP-混凝土界面等效本构关系

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装配整体式框架节点抗火性能有限元分析

消防科学与技术 2018年第6期37卷 723-728页

作者：顾为健毛小勇苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011

为考察预制柱-叠合梁装配整体式框架节点的抗火性能,利用ABAQUS建立节点的有限元模型,采用简化弹簧模型对套筒灌浆连接件进行了模拟,模型得到了抗火试验结果的验证。利用上述模型,分析了梁荷载比、柱荷载比、梁柱线刚度比、轴向约束刚... 详细信息

为考察预制柱-叠合梁装配整体式框架节点的抗火性能,利用ABAQUS建立节点的有限元模型,采用简化弹簧模型对套筒灌浆连接件进行了模拟,模型得到了抗火试验结果的验证。利用上述模型,分析了梁荷载比、柱荷载比、梁柱线刚度比、轴向约束刚度比的影响。研究表明:梁荷载比、柱荷载比和轴向约束刚度比对节点的抗火性能有较大影响;随着荷载比的增大,节点的耐火极限呈下降趋势;轴向约束刚度比减少了柱端位移,对节点抗火性能存在有利影响;接近耐火极限时,节点转角增长明显加快,并在较短时间内失去了承载能力,破坏具有一定的突然性。

关键词：预制柱叠合梁装配整体式节点灌浆套筒弹簧模型抗火性能有限元分析

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秦岭林区主要乔木树种抗火性能综合评价

西北林学院学报 1998年第4期13卷 33-38页

作者：王得祥窦民生张景群徐钊曾健西北林学院森林资源保护系陕西省林业厅

以秦岭林区１６种乔木树种的７项理化性质指标和９项生物学及生态学特性指标为依据，分析了影响树种抗火性的因素，并利用主分量分析法结合植物抗火性梯度值（ＧＶ）对其抗火性能进行了综合评判。结果表明：冬瓜杨、落叶松、野核桃、山... 详细信息

以秦岭林区１６种乔木树种的７项理化性质指标和９项生物学及生态学特性指标为依据，分析了影响树种抗火性的因素，并利用主分量分析法结合植物抗火性梯度值（ＧＶ）对其抗火性能进行了综合评判。结果表明：冬瓜杨、落叶松、野核桃、山杨、锐齿栎、枫杨、河柳、铁杉、青榨槭等树种的抗火性较强，可作为该林区生物防火树种选择的依据。

关键词：树种抗火性能抗火性梯度值 PCA 生物防火

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内嵌钢板销式木连接抗火性能研究进展

结构工程师 2017年第2期33卷 196-202页

作者：陈伟柱张盛东同济大学建筑工程系上海200092

在已有的内嵌钢板销式木连接相关文献及规范的基础上,总结了销式木连接在常温下及受火时的破坏模式与破坏机理以及影响内嵌钢板销式木连接耐火性能的因素;这些因素包括荷载水平、木材几何构造、紧固件数量与直径以及紧固件类型。本文还... 详细信息

在已有的内嵌钢板销式木连接相关文献及规范的基础上,总结了销式木连接在常温下及受火时的破坏模式与破坏机理以及影响内嵌钢板销式木连接耐火性能的因素;这些因素包括荷载水平、木材几何构造、紧固件数量与直径以及紧固件类型。本文还通过比较耐火极限理论计算值与试验值,对几种耐火极限计算方法进行了评述。

关键词：木结构内嵌钢板销式木连接抗火性能耐火极限

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轴向约束钢柱的抗火性能分析

工业建筑 2007年第z1期37卷 645-648页

作者：汪敏石少卿刘仁辉重庆后勤工程学院建筑工程系重庆400041

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,然后利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,分析了火灾下两端简支的轴心受压钢柱随温度升高时的力学性能并与理论计算结果进行了比较。对柱的轴向约束刚度以及荷载比对轴心... 详细信息

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,然后利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,分析了火灾下两端简支的轴心受压钢柱随温度升高时的力学性能并与理论计算结果进行了比较。对柱的轴向约束刚度以及荷载比对轴心受压柱受力性能的影响作了进一步的分析,阐述了轴向约束钢柱在火灾下的变形及轴向附加荷载的一些规律,可为钢柱的抗火设计提供一定的参考价值。

关键词：轴向约束钢柱抗火性能

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无防火保护钢柱抗火性能的研究

工程力学 2011年第A01期28卷 125-129页

作者：吕俊利董毓利孙建东杨志年山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 山东省建筑科学研究院山东济南250000

为研究H型截面钢柱在火灾中的行为,自行研制了柱火灾试验炉,对6个试件进行试验研究,考虑轴压比和柱端约束的不同。试验中测得了柱炉内烟气温度、钢柱截面温度、钢柱侧移、钢柱轴向变形和限制轴向变形后产生的附加轴压力。试验结果表明:... 详细信息

为研究H型截面钢柱在火灾中的行为,自行研制了柱火灾试验炉,对6个试件进行试验研究,考虑轴压比和柱端约束的不同。试验中测得了柱炉内烟气温度、钢柱截面温度、钢柱侧移、钢柱轴向变形和限制轴向变形后产生的附加轴压力。试验结果表明:裸露钢柱四面受火时,同一截面温度基本相同;钢柱高度相同时,各工况下轴向变形相差不大,增大柱端约束,轴向变形略小,若轴向变形受限制,轴压比增大,产生的附加轴力反而减小,但试件所受轴力总和并不一定小;钢柱在火灾中的行为,明显分为膨胀阶段和压缩阶段,其中主要是膨胀阶段,压缩阶段很短。膨胀阶段试件虽然温度已经很高,但能够稳定的承受所施加的荷载,此阶段侧向变形也较小。

关键词：火灾抗火性能试验约束 H型截面钢柱