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爆炸与火荷载联合作用下RC梁耐火极限的数值分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第10期48卷 873-880页

作者：赵建魁方秦陈力李大鹏解放军理工大学国防工程学院南京210007 广州军区空军工程建设局广州510405 空军第五空防工程处南京211100

偶然性爆炸荷载通常会引起建筑结构或构件的破坏和损伤.为了揭示这种损伤对钢筋混凝土(RC)梁抗火灾高温能力的影响机理和规律,本文以分层Timoshenko梁非线性动力有限元方法为基础,在已有的钢筋和混凝土应变速率型弹黏塑性材料本构模型... 详细信息

偶然性爆炸荷载通常会引起建筑结构或构件的破坏和损伤.为了揭示这种损伤对钢筋混凝土(RC)梁抗火灾高温能力的影响机理和规律,本文以分层Timoshenko梁非线性动力有限元方法为基础,在已有的钢筋和混凝土应变速率型弹黏塑性材料本构模型基础上,进一步考虑了温度效应,建立了能够分析爆炸荷载作用后RC梁抗火特性的有限元分析方法,编制了有限元计算程序.采用该程序系统地分析了爆炸荷载对普通RC梁在标准火灾升温过程中耐火极限的影响规律.分析结果表明,爆炸荷载损伤会明显降低RC梁的耐火能力,且梁长度越长,影响越显著.

关键词：爆炸荷载火荷载耐火极限分层Timoshenko梁钢筋混凝土梁

爆炸与火荷载联合作用下钢柱变形与破坏的数值分析

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解放军理工大学学报（自然科学版） 2013年第4期14卷 398-403页

作者：方秦赵建魁陈力李大鹏解放军理工大学国防工程学院江苏南京210007

为了探讨爆炸和火荷载对钢柱的联合作用效果,以有限元软件ABAQUS为基础,建立了爆炸和火荷载对钢柱联合作用的三维有限元数值分析方法,包括显式准静态分析、显式动力学分析、显式热传导及热应力耦合分析3个步骤,计算过程中考虑了应变速... 详细信息

为了探讨爆炸和火荷载对钢柱的联合作用效果,以有限元软件ABAQUS为基础,建立了爆炸和火荷载对钢柱联合作用的三维有限元数值分析方法,包括显式准静态分析、显式动力学分析、显式热传导及热应力耦合分析3个步骤,计算过程中考虑了应变速率和高温软化效应对材料本构关系的影响。通过典型的钢柱抗火试验数据验证了分析模型和方法的可行性,并利用该方法定量分析了先爆炸后火荷载联合作用下钢柱的变形与破坏特点。结果表明,爆炸荷载降低了钢柱的耐火极限。

关键词：爆炸荷载火荷载联合作用钢柱耐火极限

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火荷载下混凝土箱梁温度场分布与变形分析

铁道建筑 2011年第7期51卷 32-35页

作者：张岗王翠娟长安大学交通行业旧桥检测与加固重点试验室西安710064

混凝土箱形截面梁随火灾场温度的升高,高温度区会穿透混凝土薄壁层,致使箱梁的有效区域完全破坏,混凝土箱形截面的等温线分布比实心截面等温线偏高;整跨受热模式下钢筋混凝土简支箱梁跨中挠度时程曲线随荷载等级的增加呈非线性变化趋势... 详细信息

混凝土箱形截面梁随火灾场温度的升高,高温度区会穿透混凝土薄壁层,致使箱梁的有效区域完全破坏,混凝土箱形截面的等温线分布比实心截面等温线偏高;整跨受热模式下钢筋混凝土简支箱梁跨中挠度时程曲线随荷载等级的增加呈非线性变化趋势,挠度时程曲线增大的程度随保护层厚度增加而减小,延火时间对钢筋混凝土简支梁跨中挠度有较大影响。因此,控制火灾时间或者提高混凝土保护层厚度,可有效控制火灾高温场钢筋混凝土桥梁的挠度值。

关键词：桥梁工程混凝土箱梁火荷载

爆炸与火荷载联合作用下钢梁耐火极限的数值分析

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土木工程学报 2010年第S2期43卷 62-68页

作者：方秦赵建魁陈力解放军理工大学

为了弄清爆炸和火荷载对钢结构的联合作用机理及效果,以分层Timoshenko梁非线性动力有限元方法为基础,在材料本构模型中考虑材料应变速率效应和温度效应,建立爆炸和火荷载联合作用下钢梁的有限元数值分析方法,并编制相应程序FRAME-BF,... 详细信息

为了弄清爆炸和火荷载对钢结构的联合作用机理及效果,以分层Timoshenko梁非线性动力有限元方法为基础,在材料本构模型中考虑材料应变速率效应和温度效应,建立爆炸和火荷载联合作用下钢梁的有限元数值分析方法,并编制相应程序FRAME-BF,利用该程序定量分析了爆炸荷载作用对钢梁耐火极限的影响规律。研究结果表明:爆炸荷载作用将降低梁的耐火能力;梁长度越长,爆炸荷载对梁耐火极限的影响程度越显著。

关键词：爆炸荷载火荷载联合作用钢梁耐火极限数值分析

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整跨火荷载下PC薄壁多室变宽箱梁桥的变形

长安大学学报（自然科学版） 2011年第2期31卷 42-46页

作者：张岗贺拴海王翠娟长安大学交通行业旧桥检测与加固重点实验室陕西西安710064

针对火荷载作用下预应力混凝土薄壁多室箱梁桥的变形状况,基于温变模型和材料的热力参数,利用大型空间有限元程序ANSYS分析了三跨火荷载作用下预应力混凝土薄壁多室变宽箱梁桥的变形,研究了三跨受火、单跨加载和三跨受火、多跨加载模式... 详细信息

针对火荷载作用下预应力混凝土薄壁多室箱梁桥的变形状况,基于温变模型和材料的热力参数,利用大型空间有限元程序ANSYS分析了三跨火荷载作用下预应力混凝土薄壁多室变宽箱梁桥的变形,研究了三跨受火、单跨加载和三跨受火、多跨加载模式,并分析了各模式三跨跨中最大挠度在单荷载比下随延火时间的变化规律。研究结果表明:整跨受火、单跨加载或多跨加载模式下,中跨跨中挠度在延火前期均下挠,延火后期有返挠和走平趋势;第一跨和第三跨的跨中挠度在整个延火期内随延火时间呈下挠趋势,均大于第二跨跨中挠度,延火前期第一跨跨中的挠度稍大于第三跨跨中的挠度,延火终期以第三跨的挠度值最为显著。三跨挠度值受箱梁的变宽结构形式、火荷载模式影响较大。

关键词：桥梁工程薄壁箱梁单荷载比火荷载变形

火荷载作用下构件内温度场非线性有限元分析软件TFIELD

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火荷载作用下构件内温度场非线性有限元分析软件TFIELD

第十届全国工程设计计算机应用学术会议

作者：刘永军李宏男沈阳建筑工程学院土木工程系沈阳建筑工程学院土木工程系

火荷载作用下,构件内温度场受火场温度曲线、构件表面热交换系数及构件的热参数等众多因素影响,绝大多数问题得不到解析解,而实验又复杂且昂贵,故需要用软件进行分析。TFIELD 是我们开发的用于火荷载作用下构件内温度场非线性有限元分... 详细信息

火荷载作用下,构件内温度场受火场温度曲线、构件表面热交换系数及构件的热参数等众多因素影响,绝大多数问题得不到解析解,而实验又复杂且昂贵,故需要用软件进行分析。TFIELD 是我们开发的用于火荷载作用下构件内温度场非线性有限元分析的软件。本文对 TFIELD 的功能、构成、采用的数学模型、求解方法及前后处理器进行介绍。与有关数据对比表明,TFIELD 的结果具有较高的精度, 文中给出了一个算例。

关键词：火荷载构件内温度场非线性有限元分析

来源： cnki会议评论

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预应力组合网架结构抗火性能数值分析

天津大学学报 2007年第8期40卷 1007-1012页

作者：杨志韩庆华金辉王岚天津大学建筑工程学院天津300072 中建(北京)国际设计顾问有限公司北京100007 公安部天津消防研究所天津300381

为了考察预应力组合网架结构在火灾下的力学性能和影响因素,结合实际工程对预应力组合网架结构的抗火性能进行了数值分析.介绍了采用的破坏准则、基本假定及有限元模型,考虑了边界条件、拉索布置、涂层厚度及节点刚度对其整体抗火性能... 详细信息

为了考察预应力组合网架结构在火灾下的力学性能和影响因素,结合实际工程对预应力组合网架结构的抗火性能进行了数值分析.介绍了采用的破坏准则、基本假定及有限元模型,考虑了边界条件、拉索布置、涂层厚度及节点刚度对其整体抗火性能的影响.通过分析,发现预应力组合网架具有良好的抗火性能;边界法向约束条件对于结构耐火时间具有显著影响;采用预应力索从下弦杆中穿过的方案,使得拉索受到了下弦杆的保护,延缓了升温速度;为达到规范规定的耐火时间,所需的防火保护层厚度低于规范规定的要求;模型中采用刚接或铰接节点,计算得到的耐火时间基本相同.

关键词：预应力组合网架抗火热-结构耦合分析火荷载

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火灾荷载作用下小空间钢结构性能化数据分析

建筑科学 2008年第11期24卷 46-48页

作者：张立影苏经宇北京工业大学建筑工程学院北京100124

针对钢结构在火灾时易发生局部破坏或整体倒塌的特点,首先利用FDS对特定场景进行温度场数据模拟,并对模拟的环境温度数据进行拟合,然后把拟合后的温度—时间函数以边界条件的形式导入ANSYS中,在此基础上计算分析钢框架在火灾荷载和常规... 详细信息

针对钢结构在火灾时易发生局部破坏或整体倒塌的特点,首先利用FDS对特定场景进行温度场数据模拟,并对模拟的环境温度数据进行拟合,然后把拟合后的温度—时间函数以边界条件的形式导入ANSYS中,在此基础上计算分析钢框架在火灾荷载和常规荷载作用下结构的内力和位移的变化情况。进而用来指导如何进行钢结构的防火保护或加固措施。

关键词：钢结构火荷载火灾模拟有限元分析

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预应力组合网架抗火性能数值分析

预应力组合网架抗火性能数值分析

作者：金辉天津大学

学位级别：硕士

预应力组合网架是一种基于网架结构和预应力技术发展起来的由钢和钢筋混凝土组合而成的空间结构,多用于商场、学校等长时间处于人员密集状态的建筑物,若火灾中,在人员安全撤离前发生坍塌,将可能造成大规模的人员伤亡和重大的财产损失。... 详细信息

预应力组合网架是一种基于网架结构和预应力技术发展起来的由钢和钢筋混凝土组合而成的空间结构,多用于商场、学校等长时间处于人员密集状态的建筑物,若火灾中,在人员安全撤离前发生坍塌,将可能造成大规模的人员伤亡和重大的财产损失。然而,目前对于预应力组合网架的研究主要集中在结构的静动力特性及设计方法和施工方法上,对其抗火性能的研究还很少。因此,有必要对预应力组合网架的抗火性能进行深入研究,以确保其在火灾发生时,具有足够的抗火性能。本文首先采用轴对称平面单元模拟焊接空心球节点,采用弧长法对其在不同温度条件下的单向受拉及受压承载能力进行了分析,采用数学回归的方法得到了节点承载力的温度折减系数。其次,通过热-结构多物理场耦合,采用ANSYS有限元分析软件对33组焊接空心球节点进行升温分析,得到了不同荷载条件下球节点的极限耐火时间,比较了荷载大小,球节点半径、厚度等对其耐火极限温度的影响。最后,结合一实际工程,采用有限元方法对预应力组合网架的抗火性能进行了分析,得到了该工程的极限抗火时间,比较了正放与斜放四角锥预应力组合网架抗火性能的异同,研究了包括节点刚度、边界支承条件在内的多种因素对预应力组合网架抗火性能的影响。经计算得到的焊接空心球节点承载力温度折减系数,可方便的用于实际工程的承载力计算;对焊接空心球节点在升温条件下的有限元分析为衡量其抗火性能提供了依据;通过对实际工程的分析,了解了预应力组合网架的抗火性能及其影响因素,对于工程实际具有一定的指导意义。

关键词：预应力组合网架抗火热-结构耦合分析温度折减系数火荷载焊接空心球节点