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高温后GFRP筋与海砂混凝土界面黏结失效模拟

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工程力学 2022年第S01期39卷 121-128页

作者：傅建校周春恒章子华宁波大学土木与环境工程学院宁波315211

海砂的应用有利于缓解建筑用河砂的短缺现状,在海砂混凝土结构中以玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋替代钢筋可解决钢筋锈蚀引起的结构耐久性问题。目前,高温后GFRP筋-海砂混凝土的界面黏结失效规律尚不明确,对其界面力学行为的研究可促进G... 详细信息

海砂的应用有利于缓解建筑用河砂的短缺现状,在海砂混凝土结构中以玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋替代钢筋可解决钢筋锈蚀引起的结构耐久性问题。目前,高温后GFRP筋-海砂混凝土的界面黏结失效规律尚不明确,对其界面力学行为的研究可促进GFRP筋-海砂混凝土结构的推广应用。该文提出了一种新型黏结滑移本构模型(指数-双曲线模型),并对高温后GFRP筋与海砂混凝土的界面力学行为进行了研究。基于ABAQUS平台,通过经验公式考虑了高温对各相材料力学性能的影响,采用内聚力损伤模型和混凝土塑性损伤模型,实现了高温后GFRP筋与海砂混凝土界面黏结失效模拟,并通过拔出试验验证了模拟的准确性。结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合较好;高温后海砂混凝土损伤主要集中于界面黏结段靠近加载端部分,且随着温度的升高,混凝土所受应力逐渐减小;高温后海砂混凝土和普通混凝土与GFRP筋的界面黏结性基本相当;高温后界面极限黏结强度损失率略大于筋材强度损失率,且界面极限黏结强度损失率随着混凝土强度等级的提高而增大。

关键词：高温后海砂混凝土指数-双曲线模型内聚力损伤模型混凝土塑性损伤

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高温后密肋复合墙体框格单元损伤

清华大学学报（自然科学版） 2022年第2期62卷 285-293页

作者：孙静吴君怡赵秀丽北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁路西安局集团有限公司西安710054

密肋复合墙结构体系因节能、减震等诸多优点,在中国部分地区得到了广泛应用。火灾会降低建筑的使用性能,严重威胁人民生命财产安全。为了研究高温后密肋复合墙体框格单元(multi-ribbedcomposite wall cell, MCWC)的受力特性,该文以MATLA... 详细信息

密肋复合墙结构体系因节能、减震等诸多优点,在中国部分地区得到了广泛应用。火灾会降低建筑的使用性能,严重威胁人民生命财产安全。为了研究高温后密肋复合墙体框格单元(multi-ribbedcomposite wall cell, MCWC)的受力特性,该文以MATLAB为编程平台,计算模型选用MCWC的弹塑性损伤刚架-斜杆模型,定义模型中各子单元高温损伤变量,编制了高温后MCWC受力分析程序MRCS-T,得到高温后MCWC局部损伤值。利用局部损伤值,基于能量分析方法,构造整体损伤指标,据此给出高温后MCWC的5个损伤状态和每个阶段损伤限值,为高温后MCWC承载力的评估提供了理论依据。

关键词：密肋复合墙体框格单元(MCWC) 高温后局部损伤指标整体损伤指标损伤评估

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高温后钢纤维橡胶自密实混凝土动态冲击性能

振动与冲击 2023年第20期42卷 19-29页

作者：庄金平任凯许可陈剑星福建理工大学福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118 福建理工大学土木工程学院福州350118 四川大学建筑与环境学院成都610065

为探究高温后钢纤维橡胶自密实混凝土(steel fiber rubber self-compacting concrete,SFRSCC)的动态力学性能,采用直径为80 mm的分离式-霍普金森压杆装置对其进行动态冲击试验,在确定钢纤维最优掺量基础上重点探讨了橡胶掺量对高温后SFR... 详细信息

为探究高温后钢纤维橡胶自密实混凝土(steel fiber rubber self-compacting concrete,SFRSCC)的动态力学性能,采用直径为80 mm的分离式-霍普金森压杆装置对其进行动态冲击试验,在确定钢纤维最优掺量基础上重点探讨了橡胶掺量对高温后SFRSCC破碎形态、动态抗压强度、冲击韧性以及动态应力增长因子等的影响规律。试验结果表明:与常温下相同,随着橡胶掺量的增加,高温冷却后SFRSCC的动态抗压强度呈逐渐降低的趋势;与常温下相反,高温冷却后SFRSCC抵抗冲击破碎能力、冲击韧性、动态应力增长因子均随着橡胶掺量的增加呈逐渐降低的趋势。对比试验得到的动态应力增长因子与CEB-FIP建议公式计算值的差异,提出了高温后SFRSCC的动态增长因子的修正公式,修正公式的计算值与试验结果和其他文献的试验结果吻合较好,可为进一步分析探讨高温后SFRSCC动力特性提供一定参考。

关键词：高温后钢纤维橡胶自密实混凝土(SFRSCC) 动态冲击橡胶掺量冲击韧性动态增长因子

高温后型钢混凝土框架结构抗震性能及其有限元分析

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建筑结构学报 2020年第4期41卷 92-101页

作者：王广勇孙旋赵伟张东明中国建筑科学研究院有限公司北京100013 烟台大学土木工程学院烟台264005 北京城建设计发展集团股份有限公司北京100037

考虑受火时间、柱轴压比的影响,进行了考虑火灾升降温作用影响的高温后型钢混凝土框架结构抗震性能试验,升降温过程中和高温后阶段均保持柱顶竖向荷载的恒定。通过试验对高温后型钢混凝土框架结构在反复荷载作用下的破坏形态及滞回性能... 详细信息

考虑受火时间、柱轴压比的影响,进行了考虑火灾升降温作用影响的高温后型钢混凝土框架结构抗震性能试验,升降温过程中和高温后阶段均保持柱顶竖向荷载的恒定。通过试验对高温后型钢混凝土框架结构在反复荷载作用下的破坏形态及滞回性能进行了研究。在此基础上,考虑升温阶段、降温阶段以及火灾后三阶段材料本构关系的转化以及型钢与混凝土之间、钢筋与混凝土之间界面的黏结滑移特性,建立了型钢混凝土框架结构温度场以及火灾后抗震性能的有限元分析模型,所得温度场以及试件的破坏形态、滞回曲线的分析结果与试验结果基本吻合,验证了所提出模型的合理性。

关键词：型钢混凝土框架结构高温后抗震性能有限元模型

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高强度耐火钢高温冷却后力学性能试验研究

工程力学 2022年第9期39卷 153-159页

作者：楼国彪费楚妮王彦博陈林恒同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 南京钢铁股份有限公司南京210035

该文对国产Q460FR、Q420FR、Q345FR等高强度耐火钢进行了200℃~800℃高温过火、自然冷却后的拉伸试验,在获得高强度耐火钢高温冷却后的应力-应变关系曲线和力学性能参数,并与普通结构钢的高温冷却后力学参数进行对比后,给出了屈服强度... 详细信息

该文对国产Q460FR、Q420FR、Q345FR等高强度耐火钢进行了200℃~800℃高温过火、自然冷却后的拉伸试验,在获得高强度耐火钢高温冷却后的应力-应变关系曲线和力学性能参数,并与普通结构钢的高温冷却后力学参数进行对比后,给出了屈服强度和抗拉强度变化系数拟合公式。研究表明:国产高强度耐火钢在高温冷却后的屈服强度和抗拉强度均得到提高,弹性模量基本稳定。该文研究的结果可以用来评估耐火钢结构火灾后的承载性能。

关键词：耐火钢过火温度高温后拉伸试验力学性能

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高温后结构钢材单调拉伸和循环荷载试验研究

建筑钢结构进展 2023年

作者：余玉洁张翔王霄翔湖南建设投资集团有限责任公司中南大学土木工程学院中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心

现有的火灾后钢材残余特性研究大多着眼于钢材在高热下或升温后的残余静力特性，而对过火后钢材在循环荷载作用下的滞回和抗震特性鲜有研究。对于结构和桥梁中常用的Q235和Q345两种钢材，对其进行了500℃-1000℃的模拟火灾加热处理，并... 详细信息

现有的火灾后钢材残余特性研究大多着眼于钢材在高热下或升温后的残余静力特性，而对过火后钢材在循环荷载作用下的滞回和抗震特性鲜有研究。对于结构和桥梁中常用的Q235和Q345两种钢材，对其进行了500℃-1000℃的模拟火灾加热处理，并进行自然降温或浸水降温。对于降温后的钢材试样进行了单向拉伸试验和2种不同荷载变化规律的循环加载试验，得到了模拟温度和不同降温方式对于两种钢材滞回特征的影响规律。由试验结果可得，在受到的最高温度不高于600℃时，Q235和Q345钢材在自然降温和浸水降温后的单向拉伸和往复荷载下，其强度等级和弹塑性强度发展特征均与相应未进行加热处理的钢材相似。当过火温度高于600℃时，自然降温后Q235和Q345钢材其初始屈服强度会根据过火极限温度的上升而逐渐下降。但在循环荷载影响下，钢材存在循环硬化效应，且该效应将随着过火极限温度的提升而显著。高温经历所导致的强度削弱会逐渐恢复。Q235和Q345钢在循环荷载作用下其滞回刚度会逐渐下降，且极限温度和冷却方式会影响滞回刚度的下降幅度。高温过火且浸水冷却下，Q235和Q345钢材循环硬化效应显著，弹性域增长显著，循环荷载作用下塑性耗能能力下降明显。

关键词：结构钢材高温后冷却方式单调拉伸循环加载滞回性能

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高温后无缝钢管灌浆套筒单向拉伸试验研究

河南理工大学学报(自然科学版) 2023年

作者：赵军吴明训姚敦敏马彬桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林电子科技大学建筑与交通工程学院

为了解高温后无缝钢管灌浆套筒的力学性能，以温度、冷却方式、保护层厚度、钢筋直径等为研究参数，对高温后无缝钢管灌浆套筒进行单向拉伸试验。结果表明：灌浆料的抗折、抗压强度随着温度的升高而降低，抗折强度下降幅度更大，说明温... 详细信息

为了解高温后无缝钢管灌浆套筒的力学性能，以温度、冷却方式、保护层厚度、钢筋直径等为研究参数，对高温后无缝钢管灌浆套筒进行单向拉伸试验。结果表明：灌浆料的抗折、抗压强度随着温度的升高而降低，抗折强度下降幅度更大，说明温度对灌浆料抗折强度的影响大于抗压强度；高温后试件有钢筋拉断和钢筋拔出两种破坏模式，浇水冷却和无保护层试件更容易出现钢筋拔出破坏，保护层可以有效提高灌浆套筒的延性和承载力；随着钢筋直径增加，接头试件极限承载力下降幅度变大，钢筋直径为18,20,22 mm的试件极限强度分别下降20.72%、24.24%和25.97%。推导了各参数影响下高温后灌浆套筒承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好，该公式可对高温后全灌浆套筒的承载力进行预测。

关键词：装配式建筑无缝钢管全灌浆套筒高温后单向拉伸

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高强Q960钢高温后力学性能试验研究

建筑材料学报 2022年第1期25卷 102-110页

作者：王卫永张艳红李翔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

为了研究高强Q960钢在火灾后的力学性能,对过火温度为300~900℃的高强Q960钢试件进行了稳态拉伸试验,得到其在自然冷却和浸水冷却条件下的应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度和极限强度.结果表明:600℃是高强Q960钢强度发生明显变化的... 详细信息

为了研究高强Q960钢在火灾后的力学性能,对过火温度为300~900℃的高强Q960钢试件进行了稳态拉伸试验,得到其在自然冷却和浸水冷却条件下的应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度和极限强度.结果表明:600℃是高强Q960钢强度发生明显变化的临界温度,将试验结果与普通Q235钢、Q345钢和高强Q460钢、Q690钢、S960钢进行比较,发现不同种类钢材经历高温后的力学性能退化程度并不相同;根据试验结果,建立了高强Q960钢高温后力学性能折减系数随温度变化的拟合公式,拟合结果与试验结果吻合较好.

关键词：高强Q960钢冷却方式拉伸试验高温后力学性能

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高温后钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

同济大学学报（自然科学版） 2019年第1期47卷 29-37页

作者：陆洲导魏锴苏磊廖杰洪夏敏同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 湖北武大珞珈工程结构检测咨询有限公司湖北武汉430072 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011

为研究高温后混凝土框架的抗震性能,设计了2个强梁弱柱框架和2个强柱弱梁框架,预先对其中2个框架进行明火升温试验,然后对所有试件进行低周往复加载试验.考察了各榀框架的破坏模式、荷载-位移关系、承载力、变形能力、刚度和耗能能力与... 详细信息

为研究高温后混凝土框架的抗震性能,设计了2个强梁弱柱框架和2个强柱弱梁框架,预先对其中2个框架进行明火升温试验,然后对所有试件进行低周往复加载试验.考察了各榀框架的破坏模式、荷载-位移关系、承载力、变形能力、刚度和耗能能力与高温和梁柱尺寸等因素的关系.试验结果表明:受火后混凝土框架的承载力和耗能能力有所降低,强梁弱柱型框架的承载力下降更为明显,且屈服位移增大,极限位移减小;受火后混凝土框架的塑性铰出现顺序改变为柱底—梁端—柱顶,柱端更容易出现塑性铰.常温下强柱弱梁型(破坏形态为梁端先出现塑性铰)框架在火灾后可能转化为"强梁弱柱"型破坏.

关键词：钢筋混凝土框架低周往复加载试验抗震性能高温后强梁弱柱