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  • 简介:以开孔率为变量,分别对4根腹板开矩形孔口的蜂窝梁和蜂窝组合梁进行了剪试验。对比分析了两者的剪破坏特征,承载力及剪力-位移曲线。给出考虑楼板组合作用后蜂窝梁剪承载力的提高结果。结合修正后的有限元计算模型,对比研究不同开孔率、翼缘尺寸对矩形孔口蜂窝梁和蜂窝组合梁剪承载力的影响。对不同混凝土楼板尺寸影响下的矩形孔口蜂窝组合梁进行性能分析。结果表明:开孔率对矩形孔口蜂窝组合梁和蜂窝梁剪承载力影响较大;翼缘厚度对开孔率较小的矩形孔口蜂窝梁剪承载力有一定提高,对蜂窝组合梁影响较小。蜂窝组合梁中混凝土楼板提供主要剪贡献,能大幅提高矩形孔口蜂窝梁剪承载力,且有效防止矩形孔口处剪切变形。最后,给出了矩形孔口蜂窝组合梁剪承载力简化计算方法。

  • 标签: 蜂窝梁 矩形孔口 蜂窝组合梁 抗剪承载力 开孔率 翼缘厚度
  • 简介:火灾高温对结构材料力学性能有显著影响,会导致结构发生破坏,甚至整体倒塌。随着现代建筑技术的发展,空间结构的性能研究越来越受到学术界和工程师们的重视。本文介绍了结构火研究的理论基础和相关概念;综述了结构火的研究状况;阐述了近年来空间结构火研究的进展情况;探讨了空间结构火研究存在的主要问题;对空间结构火研究趋势进行了展望,提出了目前空间结构火研究亟待解决的关键问题。

  • 标签: 抗火 研究进展 空间结构 火灾
  • 简介:随着钢-混凝土组合梁的广泛应用,组合粱的性能和设计方法越来越引起人们的重视。目前关于钢-混凝土组合梁的性能研究文献还不多。对国内外钢-混凝土组合梁的性能试验和理论研究以及高温下栓钉的受力性能研究进行了文献综述,指出了目前研究中存在的问题和不足。此外,还对国内外常用的几个规范中关于钢-混凝土组合梁火设计方法和理论进行了分析和总结,用一个算例计算了组合梁的临界温度并进行了对比。最后对未来的研究趋势进行了展望。研究工作可为开展钢-混凝土组合梁性能研究和进行组合梁火设计提供参考。

  • 标签: 钢-混凝土组合梁 抗火性能 栓钉 临界温度
  • 简介:为了充分研究高强度结构钢(Q460和Q690)钢管内充混凝土柱的性能,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。

  • 标签: 高强度钢 抗火性能 钢管混凝土柱 高温性能 有限元模型
  • 简介:某礼堂建筑群总建筑面积16400m^2,建筑功能复杂,包含1100人观众厅、军史馆和图书阅览中心。本文基于结构火设计性能化对1100座观众厅屋盖钢结构的火安全性进行了评估。首先确定结构性能目标,然后采用承载力法对整体结构在最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的性能是否满足性能目标来评估结构的火安全性及需要采取的防火保护措施。本文结果被业主作为消防主动措施失效后实行被动消防措施的理论依据,可供类似工程的结构火设计参考。

  • 标签: 大空间建筑 网架结构 性能化结构抗火
  • 简介:在正放四角锥网架结构性能研究的基础上,进一步分析了两向正交正放网架、斜放四角锥网架和正放抽空四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应。基于有限元程序ANSYS建立了网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法,对不同支座布置、温度场及荷载条件下的网架结构全过程反应进行了分析。结果表明,温度场非均匀性是导致网架结构杆件相互约束的主要因素,随着温度场非均匀性系数7的减小,各型网架结构的临界温度呈下降的趋势;在相同的温度场和支座布置条件下,随着荷载比的减小各型网架结构临界温度呈升高趋势;根据不同类型网架的传力特点,释放网架结构在主要传力方向的约束,可以提高网架结构的火承载力。上述边界条件对网架结构性能的影响规律,为确定网架结构性能关键参数分析方案提供了理论依据。

  • 标签: 网架结构 边界条件 热力耦合效应 临界温度
  • 简介:目前火灾下钢混凝土组合梁承载力计算一般是没有考虑压型钢板型号、边界条件等因素对组合梁火承载力的影响,本文采用有限元方法针对不同压型钢板型号、不同边界条件下的组合梁采用有限元模型进行性能分析,得出了一些对组合梁火计算与设计有益的结果。

  • 标签: 钢-混凝土组合梁 抗火性能 影响因素
  • 简介:通过试验和理论对空、实心钢管再生混凝土柱的极限承载力做了研究,研究表明,实心钢管再生混凝土短柱可以采用实心钢管普通混凝土短柱的极限承载力计算公式。空心钢管再生混凝土长柱的承载力与再生混凝土弹性模量有关。火灾试验表明,钢管再生混凝土长柱的耐火性能要优于钢管普通混凝土,根据试验提出了钢管再生混凝土柱耐火时间的计算公式。

  • 标签: 钢管再生混凝土 承载力 抗火性能 计算公式
  • 简介:确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第一部分。

  • 标签: 钢骨混凝土 温度场 耐火极限 抗火设计
  • 简介:对国家体育场柱脚进行性能试验研究与分析,详细描述了试件设计制作与破坏过程,给出了试件的荷载一位移骨架曲线.在此基础上,分析研究了混凝土承台开裂、破坏的全过程,同时,采用ANSYS有限元分析程序,对钢柱脚混凝土承台在单向加载下的荷载一位移情况进行了数值分析,并与试验结果进行了对比,计算结果与实测结果符合较好.

  • 标签: 钢柱脚 混凝土承台 抗拔试验
  • 简介:利用自行研制的火灾试验炉,对3榀两层两跨组合钢框架在不同火灾工况下的性能进行了试验研究,火灾工况包括:单室受火、同跨受火和底层受火三种工况,试验时,梁、板、柱同时受火,节点不受火。试验中量测了各种工况下的炉温,框架梁、柱及混凝土楼板中的温度分布及框架水平和竖向位移。结果表明:钢柱四面受火时,钢柱翼缘、腹板的温度相差很小;而单面受火时则相差较大;对于钢梁,除了与混凝土接触的上翼缘外,其余H型钢梁的裸露部分温度基本一致;混凝土内部的温升一般滞后于钢梁,钢筋混凝土板对钢梁有约束作用,升温时混凝土限制钢梁的膨胀,降温时则限制钢梁的收缩,致使钢筋混凝土板中出现很多裂缝;组合钢框架在降温时因为收缩,导致节点等处出现不同程度的破坏,并产生很大的残余变形;钢框架未受火部分对受火部分约束很大,导致受火跨边柱与中柱的变形不对称,同样也产生了内力重分布;组合梁的性能明显优于钢柱,工程中应对钢柱和节点实施保护。

  • 标签: 两层两跨 组合钢框架 火灾 温度-时间曲线 足尺试验
  • 简介:张弦桁架冗余度低,若预应力拉索在意外情况下断裂,结构易发生倒塌.针对这一问题,基于变换荷载路径法提出了4种增设备用索方案.利用ANSYS/LS-DYNA对结构倒塌过程进行模拟,采用考虑结构初始状态的等效荷载卸载法模拟拉索的失效过程,模拟结果证明了增设备用索可以有效提高张弦桁架结构的连续倒塌能力.在不同支座水平刚度下,对传统张弦桁架及4种增设备用索方案断索后的动力响应进行分析,指出增设备用索连续倒塌设计方法更适用于支座水平刚度较小的结构.

  • 标签: 张弦桁架 连续性倒塌 变换荷载路径法 等效荷载卸载法 备用索
  • 简介:杭州国际会议中心总建筑面积117350m^2。建筑功能复杂,包含高大空间共享中庭、大空间会议厅、标准客房、以及娱乐空间,建筑结构选型独特。对于这种综合性功能建筑国内现有的规范方法难以满足结构火安全性与经济性要求。本文基于性能化对杭州国际会议中心主体结构的火安全性进行了评估,首先确定结构性能目标,然后对结构构件在可能最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的受火性能是否满足性能目标来评估结构的火安全性及需要采取的防火保护措施。本文结果被业主和消防主管部门采纳,可供类似工程的结构火设计参考。

  • 标签: 性能化 钢结构 抗火
  • 简介:钢-混凝土组合梁广泛应用于各类建筑与桥梁等结构,为适应装配式组合结构的发展需求,提出了一种将带预制圆孔的混凝土板与焊接栓钉的钢梁安装定位后在预制孔内后填高强填料以固定栓钉连接件的预制装配式钢-混凝土组合梁。通过静力推出试验,研究栓钉直径、预留孔成孔方式与孔径比(预留孔径和栓钉直径比值)对预制装配式组合梁栓钉剪连接件的破坏形态、剪承载力和滑移性能的影响规律,并进行了普通现浇组合梁栓钉剪连接件的对比试验。试验结果表明:破坏形态均为栓钉剪断和混凝土板开裂,螺栓直径和预制成孔后的高强填料对破坏形态有一定影响。装配式剪连接件承载力均大于现浇试件承载力,且大于国内外相关规范计算值,采用波纹管成孔的连接件比普通成孔连接件承载力略有提高。提出的组合梁栓钉连接件预制装配构造形式具备应用于实践的可行性,且构造形式简单、施工高效,经合理设计可满足现行规范要求。

  • 标签: 装配式组合梁 栓钉连接件 推出试验 抗剪性能
  • 简介:研究了一种新型预制冷弯薄壁型钢-轻聚合物复合墙体,即在冷弯薄壁型钢骨架内部喷涂轻聚合物填料,并在墙体一侧喷涂轻聚合物保温层,在另一侧拼装石膏板或水泥纤维板。进行了4个足尺预制冷弯薄壁型钢-轻聚合物复合墙体的性能试验,详细考察了墙体在均布荷载作用下的破坏模式和应变分布规律,研究了墙体弯承载力和荷载-挠度曲线。试验研究表明,预制冷弯薄壁型钢-轻聚合物复合墙体具有良好的弯承载力,其弯承载力为自重的10.71~19.14倍;内部填料类型和墙面板类型对复合墙体弯承载力和挠度有一定影响。研究结果将为预制冷弯薄壁型钢-轻聚合物复合墙体的设计和应用提供参考依据。

  • 标签: 预制冷弯薄壁型钢-轻聚合物复合墙体 抗弯性能 承载力 破坏模式
  • 简介:由于结构的高次超静定,处于结构整体中的约束构件与单个独立构件的性能具有很大不同,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。影响约束组合梁性能的参数很多,采用试验的方法研究这些参数的影响代价很高,本文利用经过试验检验的理论分析方法分析了荷载比、约束刚度、钢梁与混凝土相对面积比等对约束组合梁性能的影响。并根据参数分析结果给出了考虑结构整体性影响的组合梁火实用计算方法,最后通过实例说明了实用火计算方法的应用。

  • 标签: 组合梁 参数分析 整体性 实用计算方法
  • 简介:本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙保护,非4面受火;钢柱仅部分截面采用防火保护;受洞口非均匀火灾影响的建筑外框架柱;钢柱防火保护层不均匀或局部破损等。截面温度不均匀对钢柱性能的影响包括:截面产生附加应力,使钢柱临界温度降低;钢柱截面不对称,发生弯扭破坏;钢柱产生热弯曲,以及破坏时可能出现的反向弯曲等。并对需要进一步研究的问题给出了建议。

  • 标签: 非均匀受火 温度场分布 框架柱 抗火性能
  • 简介:钢-混凝土组合梁下通过的管道会导致建筑层高的增加而减小组合结构的优势。腹板开洞的钢-混凝土组合梁有效地减小了梁下所需的空间,从而从工程上解决了该问题。但是,洞口的存在影响了钢-混凝土组合梁的受力性能。如何设计腹板开洞钢-混凝土组合梁是一个重要且实际的结构难题,而我国目前尚没有规范可以遵循。本文介绍了ASCE和EC4关于腹板开洞简支组合梁的弯和剪设计方法,给出了算例,并进行了分析和评述,可供工程设计参考。

  • 标签: 腹板开洞 组合梁 弯剪关系 抗弯承载力 抗剪承载力
  • 简介:本文是作者几年来在悬索结构风设计方面研完成果的总结,内客包括:(1)挥讨了悬索结构风设计方法的基础思路;(2)以椭圆平面艇曲抛物面索网为侧,利用随机振动离最分析方法计算了悬索结构的节点位移风振系数和单元内力风振系数,对所得数值结果作了分析,并论证了上述风设计方法的可行性;(3)对索同结构控制响应的风振幕数进行了参数分析,同时针对椭圆平面、菱形平面艇曲抛物面索网两类常用悬索结构,以对结构设计起控制作用的反应指标所对应的风振系数为对象,讨论了荷载参数、几何参数、结构参数的影响,并给出了可供实际设计应用的风振系数值。

  • 标签: 悬索结构 风振系数 抗风设计 节点位移 内力 结构控制
  • 简介:本文首先介绍了腹板嵌入式组合梁的概念,分析了这种组合梁中连接件的性能。其次,通过8个冲切试件的试验研究,研究了腹板嵌入式组合梁中连接件的冲切性能,分析了冲切承载力的不同影响因素。最后,综合各影响因素推导出腹板嵌入式组合梁中连接件的冲切承载力计算公式。通过公式计算值与试验结果的对比,验证了公式的适用性。

  • 标签: 腹板嵌入式组合梁 抗剪连接件 冲切试验