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钢管陶粒混凝土短柱火灾后承载力及力学性能的试验研究

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工业建筑 2013年第1期43卷 99-103,111页

作者：周明王新堂王万祯宁波工程学院建筑工程学院浙江宁波315016 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211

通过对4组10根钢管陶粒混凝土短柱受火后性能的对比试验研究,讨论不同参数的钢管陶粒混凝土短柱受火后的剩余承载力和破坏形态的变化。基于试验结果讨论火灾炉试验保持最高温度、截面尺寸、试件长细比及混凝土配合比等参数对轻骨料钢管... 详细信息

通过对4组10根钢管陶粒混凝土短柱受火后性能的对比试验研究,讨论不同参数的钢管陶粒混凝土短柱受火后的剩余承载力和破坏形态的变化。基于试验结果讨论火灾炉试验保持最高温度、截面尺寸、试件长细比及混凝土配合比等参数对轻骨料钢管混凝土短柱承载力和延性的影响。结果表明,以轻质材料——陶粒为粗骨料制成的钢管混凝土短柱,受火后仍然具有较高的承载力和良好的延性,且火灾后多数试件的荷载-位移曲线并没有出现下降段。最高炉温对钢管陶粒混凝土短柱火灾后承载力的影响程度与试件自身特征参数有关,主要影响参数为混凝土配合比、试件长细比及截面尺寸等;随着混凝土水灰比的增大,轻骨料钢管混凝土短柱火灾后承载力下降更为明显。

关键词：陶粒骨料钢管混凝土短柱火灾火灾后承载力

H型钢梁-柱节点火灾后力学性能试验及有限元分析

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工业建筑 2022年第12期52卷 107-112页

作者：刘链波周明王新堂宁波大学科学技术学院建筑工程学院浙江宁波315300 宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315210

通过对3组火灾后H型钢梁-柱节点进行低周往复加载试验及有限元分析,得到节点M-θ滞回曲线及M-θ骨架曲线,并分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。试验表明:受火后螺栓的性能损伤会导致节点的初始刚度降低;受火后... 详细信息

通过对3组火灾后H型钢梁-柱节点进行低周往复加载试验及有限元分析,得到节点M-θ滞回曲线及M-θ骨架曲线,并分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。试验表明:受火后螺栓的性能损伤会导致节点的初始刚度降低;受火后节点螺栓的更换可以提高节点的延性、耗能能力及节点刚度,但对极限承载力影响不大;受火时柱子轴压比越大,火灾后节点承载力、延性、耗能能力及初始刚度越低;对节点采取防护措施可以提高火灾后节点的承载力及延性。

关键词： H型钢梁-柱节点低周往复加载有限元分析耗能能力火灾后承载力

H型钢梁-柱节点火灾后力学性能试验研究及有限元分析

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工业建筑 2022年

作者：刘链波周明王新堂宁波工程学院建筑与交通工程学院宁波大学科学技术学院建筑工程学院

通过对3组火灾后H型钢梁-柱节点进行低周往复加载试验及有限元分析，得到节点M-θ滞回曲线及M-θ骨架曲线，并分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。研究结果表明：受火后螺栓的性能损伤导致节点的初始刚度降低；... 详细信息

通过对3组火灾后H型钢梁-柱节点进行低周往复加载试验及有限元分析，得到节点M-θ滞回曲线及M-θ骨架曲线，并分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。研究结果表明：受火后螺栓的性能损伤导致节点的初始刚度降低；受火后节点螺栓的更换可以提高节点的延性、耗能能力及节点刚度，但对极限承载力影响不大；受火时柱子轴压比越大，火灾后节点承载力、延性、耗能能力及初始刚度越低；节点防护措施可以提高火灾后节点的承载力及延性。

关键词： H型钢梁-柱节点低周往复加载有限元分析耗能能力火灾后承载力

约束H型钢柱火灾响应及火灾后力学性能试验研究

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建筑结构学报 2012年第2期33卷 18-25页

作者：王新堂周明王万祯宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

通过对端部约束H型钢柱火灾响应及火灾后力学性能的对比试验研究,分析了不同约束条件对H型钢柱火灾行为及受火后力学性能的影响。试验测定了钢柱的温度响应及位移响应,在此基础上进一步开展了火灾后的力学性能试验。结果表明:钢柱在升... 详细信息

通过对端部约束H型钢柱火灾响应及火灾后力学性能的对比试验研究,分析了不同约束条件对H型钢柱火灾行为及受火后力学性能的影响。试验测定了钢柱的温度响应及位移响应,在此基础上进一步开展了火灾后的力学性能试验。结果表明:钢柱在升温和降温过程中存在一定的滞后性,火灾升温时柱顶位移按自由膨胀、对称约束及不对称约束依次减小;约束性质对火灾后H型钢柱的力学性能有明显的影响,对称约束的H型钢柱在火灾后的应变明显不同于非对称约束的情况,而且非对称约束钢柱压曲破坏前的整体刚度明显高于对称约束;无约束H型钢柱受火后的整体屈曲主要沿弱轴方向弯曲,而约束H型钢柱受火后的整体受压屈曲则沿两个方向均有明显的侧向弯曲,且沿弱轴方向的受压曲线基本呈三角形,绕强轴方向则为S形。

关键词：约束钢柱受火试验火灾响应火灾后承载力

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不同约束H型钢柱火灾后力学性能试验研究

工业建筑 2012年第6期42卷 153-157,33页

作者：周明王新堂郑小尧西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 宁波市房屋建筑设计研究院有限公司浙江宁波315040

通过对3根柱顶受不同约束的H型钢柱的火灾后力学性能的对比试验研究,讨论不同约束对H型钢柱火灾后力学性能的影响。3种约束条件分别为:柱顶对称约束、柱顶非对称约束和自由膨胀。火灾中及火灾后的试验结果显示,H型钢柱的升温和降温过程... 详细信息

通过对3根柱顶受不同约束的H型钢柱的火灾后力学性能的对比试验研究,讨论不同约束对H型钢柱火灾后力学性能的影响。3种约束条件分别为:柱顶对称约束、柱顶非对称约束和自由膨胀。火灾中及火灾后的试验结果显示,H型钢柱的升温和降温过程存在一定的滞后性,受火后的H型钢柱仍有较高的轴压承载力,最终破坏时伴随着翼缘和腹板的局部屈曲,约束性质对H型钢柱火灾后的力学性能有明显的影响,也即受对称约束的H型钢柱在火灾后轴压作用下的纵向应变明显不同于非对称约束的情况,而且非对称约束钢柱压曲破坏前的整体刚度明显高于对称约束。火灾后H型钢柱沿强轴方向的侧向弯曲形状呈S形变化,这一特征对于受对称约束和自由膨胀的钢柱更为明显。

关键词：约束H型钢柱火灾后承载力耐火试验力学性能

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轻骨料混凝土组合楼盖承载力及抗火性能研究

轻骨料混凝土组合楼盖承载力及抗火性能研究

作者：王海江宁波大学

学位级别：硕士

采用压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板是降低多高层钢结构框架自重的有效途径。轻骨料混凝土较普通混凝土可减轻楼板自重的25%左右,进而可减少结构自重总量的10%～20%,具有良好的经济效益和社会效益。然而,钢结构的耐火性能差,在高温... 详细信息

采用压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板是降低多高层钢结构框架自重的有效途径。轻骨料混凝土较普通混凝土可减轻楼板自重的25%左右,进而可减少结构自重总量的10%～20%,具有良好的经济效益和社会效益。然而,钢结构的耐火性能差,在高温下强度、弹性模量急剧下降。当温度升高到600℃,钢材基本上丧失全部强度和刚度。鉴于压型钢板—轻骨料混凝土组合楼板具有广泛的应用前景,而我国在这方面研究又比较缺乏,本文对这种新型组合楼板进行了火灾试验研究和理论分析。本文根据轻骨料规范要求,对陶粒进行材料性能试验。在考虑了集料性质、水灰比及砂率等因素的基础上,成功配制出密度为1760 kg/m3的LC25混凝土。本文以我国常用的YX76-305-915型压型钢板为研究对象,对五块压型钢板—轻骨料混凝土组合楼板进行了试验研究。首先对承载条件下的四块陶粒混凝土组合楼板开展了火灾行为试验,得到了该楼板的火灾热响应及位移响应。为了考察火灾后的性能,进一步对陶粒混凝土组合楼板分别进行了常温下和火灾作用后的承载力试验研究。根据本系列试验结果重点讨论了火灾作用对轻骨料混凝土组合楼板火灾后承载力的影响,对破坏现象及机理进行了分析。结果表明:增加楼板厚度能提高组合楼板的抗火性能,提高组合楼板在火灾后的承载力;在楼板内部焊接栓钉会减弱组合楼板的抗火性能,降低组合楼板在火灾后的承载力;与未受火作用的同样规格的组合楼板相比,火灾后陶粒混凝土组合楼板的破坏形式发生较大变化,但仍具有较高的承载力。最后采用Marc有限元软件进行了模拟计算,并与试验结果进行了比较。结果表明,有限元模拟分析虽然有一定的误差,但与实验结果在一定程度上还比较接近,说明利用数值模拟分析解决混凝土组合楼板的抗火研究是可行的。

关键词：压型钢板陶粒混凝土组合楼板火灾试验火灾后承载力

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螺栓连接装配式组合楼板抗火性能研究

螺栓连接装配式组合楼板抗火性能研究

作者：陈运达宁波大学

学位级别：硕士

螺栓连接装配式组合楼板主要是以冷弯薄壁型钢梁与蒸压轻质混凝土板拼装后浇筑而成的新型装配式组合楼板。与一般的压型钢板-混凝土组合楼板相比,该形式的组合楼板具有自重轻、装配化程度高、抗火性好、湿作业少等特点。目前,我国建筑... 详细信息

螺栓连接装配式组合楼板主要是以冷弯薄壁型钢梁与蒸压轻质混凝土板拼装后浇筑而成的新型装配式组合楼板。与一般的压型钢板-混凝土组合楼板相比,该形式的组合楼板具有自重轻、装配化程度高、抗火性好、湿作业少等特点。目前,我国建筑火灾发生频率大,故研究螺栓连接装配式组合楼板的抗火性能具有重要的现实意义。本文对6块螺栓连接装配式组合楼板试件开展了火灾响应试验和火灾后的剩余承载力试验,基于试验结果和数值模拟分析了火灾下荷载大小、升温时间及薄壁钢材厚度等因素对组合楼板抗火性能和剩余承载力的影响。分别建立了螺栓连接装配式组合楼板的中心挠度计算公式和极限抗弯承载力计算公式。研究结果表明:(1)该形式组合楼板具有良好抗火性能,当挠度达到L/22时也未发生整体垮塌,且蒸压轻质混凝土表现出良好的隔热性能;(2)火灾后组合楼板的剩余承载力受升温时间影响较大,与火灾下的荷载大小关系不大。试件破坏形式为弯曲破坏;(3)数值分析表明,增大钢梁壁厚可明显增强组合楼板的剩余承载力;(4)理论计算模型所得到的结果与试验值较为吻合。

关键词：组合楼板蒸压轻质混凝土抗火性能火灾后承载力理论模型

火灾后钢纤维增强轻骨料钢管混凝土柱轴压性能研究

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火灾后钢纤维增强轻骨料钢管混凝土柱轴压性能研究

作者：尹杰宁波大学

学位级别：硕士

采用轻骨料钢管混凝土能有效降低了高层及大跨度建筑的自重。在同等承载力条件下，该组合柱相对钢柱可节约钢材50%左右，相对钢筋混凝土柱，不仅不需要模板，且可节约混凝土用量50%以上、减轻结构自重50%以上，经济效益明显。而在轻骨... 详细信息

采用轻骨料钢管混凝土能有效降低了高层及大跨度建筑的自重。在同等承载力条件下，该组合柱相对钢柱可节约钢材50%左右，相对钢筋混凝土柱，不仅不需要模板，且可节约混凝土用量50%以上、减轻结构自重50%以上，经济效益明显。而在轻骨料混凝土掺入一定量的钢纤维，可有效抑制核心混凝土微裂缝的发展，改善轻骨料钢管混凝土的力学性能。本文以页岩陶粒做为核心混凝土的主要原料。试验设置了三个温度变量、三个含钢率、四个钢纤维掺量，对24根火灾后和12根常温下的钢纤维轻骨料钢管混凝土短柱进行了轴压试验研究。本文以常温下钢纤维轻骨料钢管混凝土柱作对比，分析了在700℃受火90min和900℃受火90min两个不同工况后，不同钢纤维掺量、不同含钢率对火灾后极限承载力的影响规律。通过相应的试验，对钢纤维轻骨料钢管混凝土柱火灾前后的实验现象、破坏形态进行了观测与分析。基于不同钢纤维掺量和含钢率所对应的荷载-位移曲线与荷载-应变曲线，对构件常温下的极限承载力及受火构件火灾后的剩余承载力进行了分析比较。试验结果表明，火灾后钢纤维轻骨料钢管混凝土短柱轴压破坏形态与常温下的情况基本一致，主要表现为剪切破坏和中间鼓出破坏。钢纤维的掺入提高了常温下及火灾后构件的承载能力，在0、0.5%、1%及1.5%四个钢纤维掺量中，0.5%为最优掺量。当钢纤维掺量大于0.5%时，随着钢纤维掺量的增加，构件极限承载力出现小幅度下降。随着钢纤维轻骨料钢管混凝土构件含钢率的增加，钢纤维的增强效果逐渐减弱。在构件火灾试验中，核心混凝土的温度响应滞后于钢管，且模拟计算与试验结果基本吻合。本文根据试验结果，在普通钢管混凝土设计规程的基础上，提出了考虑含钢率影响的钢纤维轻骨料钢管混凝土短柱承载力修正系数，经修正后的公式可用于常温下钢纤维轻骨料钢管混凝土承载力计算，计算结果与实测数据吻合良好。

关键词：轻骨料钢管混凝土钢纤维增强轴压性能火灾后承载力试验研究