国家自然科学基金(51078187)
- 作品数：13 被引量：62H指数：6
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- 钢纤维陶粒钢管混凝土短柱火灾后的受力性能试验研究被引量：1
- 2013年
- 在轻骨料混凝土中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柱的力学性能。但目前国内外对火灾后钢纤维增强轻骨料钢管混凝土柱的受力性能还缺乏研究。通过对15根受火后及3根未受火的钢纤维增强陶粒钢管混凝土短柱力学性能的对比试验研究,讨论了不同参数的钢纤维增强陶粒钢管混凝土短柱常温及火灾后的承载力与破坏形态。重点分析了试件的钢纤维掺量、含钢率及受火条件等因素对钢纤维增强陶粒钢管混凝土短柱相关性能的影响。结果表明,钢纤维的掺入对提高常温下及火灾后钢管陶粒混凝土短柱的承载力均有一定作用,且与试件含钢率有关。在0、39 kg/m3、78 kg/m3及117 kg/m3等各个钢纤维掺量中,39 kg/m3的掺量使700℃受火条件下火灾后试件承载力的提高幅度最高,为11%;当钢纤维掺量大于39 kg/m3时,随着钢纤维掺量的增加,试件的承载力则出现下降。
- 王新堂尹杰周明
- 关键词：陶粒钢纤维增强钢管混凝土轴压承载力
- 预应力不锈钢桁架的火灾响应试验研究及数值模拟分析被引量：1
- 2013年
- 对一组不锈钢空间预应力钢桁架模型开展了火灾下的结构响应试验研究及数值模拟分析.试验模型用奥氏体304无缝不锈钢管制作,通过置于模型下端的伸缩小立柱施加预应力.抗火试验测定了桁架弦杆和腹杆的温度响应及上弦节点位移.利用试验结果检验了数值模型的正确性,并对不同参数的不锈钢预应力钢桁架火灾响应进行了数值分析.结果表明,预应力度对不锈钢预应力钢桁架火灾下的位移响应有较大影响.当施加的预应力值较大,且所产生的反向位移接近荷载所引起的正向位移时,火灾下结构的位移响应将出现跳跃及明显的波动,且冷却后的变形恢复也比较明显.数值模拟分析进一步表明,在同样火灾条件和预应力条件下,索张拉预应力不锈钢桁架跨度越大,越容易产生变形,而且挠度比总是大于尺度比.
- 徐金灿王新堂孙宏亮
- 关键词：抗火试验数值模拟分析
- 柱面弦支网壳预应力钢结构的火灾响应数值分析被引量：10
- 2012年
- 柱面弦支网壳是一种新型的预应力空间结构形式,为了保证其应用中的抗火安全,开展其火灾下的结构响应分析意义重大.本文以三环弦支正交正放柱面钢结构网壳为研究对象,首先利用有限元分析软件Marc开展了该空间结构的温度响应分析.在此基础上,进一步对火灾下结构的位移及内力进行了数值模拟.讨论了不同火源位置、结构的矢跨比等因素对该结构火灾响应的影响,并分析了结构的整体破坏形态及极限温度.结果表明,随着火灾温度的升高,该结构的变形逐渐呈现为"上凸形",位于结构下部的预应力拉索较早退出工作,但因结构已有较大的起拱度,整体结构并未发生坍塌.同时,矢跨比对该结构的整体抗火性能有一定影响,其中矢跨比为1/10时的结构抗火性能较好.
- 周明王新堂俞锋波
- 关键词：预应力钢结构大跨度火灾响应数值模拟
- 不同约束H型钢柱火灾后力学性能试验研究被引量：6
- 2012年
- 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。
- 周明王新堂郑小尧
- 关键词：耐火试验力学性能
- 空间预应力钢桁架火灾响应及火灾后受力性能试验研究被引量：5
- 2013年
- 对一组空间预应力钢桁架结构开展了火灾行为试验研究。模型的主杆件选用奥氏体304无缝不锈钢管,张拉钢索采用7×12+IWR镀锌高强钢绞线,通过置于模型下端中心处的伸缩小立柱施加预应力。试验采用烬类燃烧火灾模型,利用荷重块模拟施加均布荷载。结构模型两端简支,另两边自由。试验测定了火灾下桁架弦杆和腹杆的温度响应及上弦节点位移。对火灾后尚未破坏的结构模型进一步开展了原位卸载及加载试验,得到测点位移及典型单元应变。结果表明,受火时预应力钢桁架模型的位移响应处于动态变化状态,且当结构模型的最大挠度超过1/100L时,也未见发生整体坍塌。受火时预应力钢桁架的主要变形特征为部分受压杆弯曲及整体结构扭曲,且受火后的结构模型产生一定的残余变形及刚度退化,这些特性与桁架自身刚度及外荷载大小等因素有关。
- 王新堂孙宏亮Yingang Du王万祯
- 关键词：不锈钢火灾响应模型试验
- 钢管陶粒混凝土柱火灾后轴压性能试验研究被引量：7
- 2012年
- 对26根受火后的钢管陶粒混凝土短柱进行了轴压力学性能试验,试件考虑了钢管的几何参数、陶粒混凝土配合比及火灾条件等因素的变化。基于试验结果,分析了轻骨料钢管混凝土短柱受火后的轴压承载力、破坏形态及其他力学性能的变化及相关参数的影响规律。所讨论的主要影响参数包括试验最高炉温、最高炉温持续时间、钢管长细比、混凝土配合比等,并基于对试验数据的分析给出了轻骨料钢管混凝土短柱火灾后轴压承载力的计算公式。结果表明,以轻质材料———陶粒为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,而当钢管表面响应温度超过500℃时,试件的轴压承载力出现了明显的下降。所给出的轻骨料钢管混凝土柱火灾后的轴压承载力计算公式可作为该类构件火灾后修复计算的参考依据。
- 王新堂周明王万祯
- 关键词：陶粒钢管混凝土柱
- 压型钢板-陶粒混凝土组合楼板火灾响应及火灾后受力性能试验研究被引量：11
- 2012年
- 为了分析压型钢板-陶粒混凝土组合楼板的火灾响应,首先对受荷条件下的2块简支陶粒混凝土组合楼板进行了火灾行为试验,得到了其火灾温度响应及位移响应。在此基础上,进一步对2块受火后的压型钢板-陶粒混凝土组合楼板进行了火灾后受力性能试验研究,并对1块具有相同参数的组合楼板开展了常温下静载试验。结果表明:在楼板内部设置焊接栓钉将减弱组合楼板的抗火性能、降低组合楼板火灾后的承载力;与未受火作用的同样规格的组合楼板相比,火灾后压型钢板-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和良好的受力性能;压型钢板-陶粒混凝土组合楼板受火后为弯曲破坏,而未受火楼板则为剪切滑移破坏。
- 王新堂周明王万祯
- 关键词：压型钢板组合楼板陶粒混凝土火灾响应
- 约束H型钢柱火灾响应及火灾后力学性能试验研究被引量：5
- 2012年
- 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。
- 王新堂周明王万祯
- 关键词：约束钢柱火灾响应
- 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被引量：2
- 2013年
- 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。
- 周明王新堂王万祯
- 关键词：钢管混凝土短柱火灾
- 不同构造特征的H形钢梁-柱半刚性连接节点抗震性能试验研究及有限元分析被引量：5
- 2012年
- 通过对6个具有不同构造特征和几何尺寸的H形钢梁-柱半刚性连接试件进行拟静力试验和有限元分析,得到节点弯矩-转角(M-θ)滞回曲线及M-θ骨架曲线,分析了试件的极限弯矩、连接初始刚度、延性、耗能性等性能。研究结果表明:对于几何尺寸相近的梁柱端板连接,柱强轴方向翼缘-端板连接的极限弯矩及初始连接刚度远高于柱弱轴方向的腹板-端板连接,且后者的延性也比较差;采用弱轴方向的端板连接,应在腹板的两个方向同时设置加劲板,以保证有足够的连接强度和延性;在柱翼缘设置抗剪托板对于梁柱外伸端板连接性能无明显影响,而且延性还有降低趋势。
- 王新堂傅雄周明王万祯
- 关键词：钢框架节点半刚性连接拟静力试验有限元分析抗震性能
