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大空间钢结构屋盖火灾实测与抗火性能研究

目前,钢结构被广泛应用于大空间结构中,钢材是对温度十分敏感的材料,在常温下钢材强度较高,当温度升高时强度迅速劣化,在高温下容易发生屈服现象。抗火性能是钢结构设计中必须谨慎考虑的一个难点,而国内外目前尚无详细的标准。因此,研究钢结构的抗火性能具有十分重要的理论意义和应用价值。本文以实际工程大空间钢屋架结构为研究对象,进行了钢铁冶金高大空间内实体火灾模拟实验,测试耐磨液压油的燃烧特性,监测液压油火焰高度、火源热辐射强度、温度场变化规律及记录烟气蔓延现象,分析顶棚钢框架受火温度影响程度,获得了在中功率火灾中起火点正上方钢屋架结构的温度变化规律。根据火灾温度分布理论的计算,分析了火灾温度场,由实验和模拟分析知,钢铁冶金高大空间的厂房内发生火灾时,厂房空间高大,垂直高度上烟羽流温度衰减较快。中功率火灾火焰高度最高可达5m,火焰焰心温度可达1000℃;距离油面2m高度温度可达800℃以上,7m高度的烟羽流温度低于100℃。顶棚、立面通风窗较  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

沈阳建筑大学
沈阳建筑大学

套筒连接装配式钢筋混凝土结构抗火性能研究

近年来,装配式结构逐渐成为我国建筑结构发展的新方向,由于装配式建筑结构采用构件工厂化生产到施工工地统一拼装的方式来建造房屋、厂房,从而提高了建筑施工速度,并且与传统的施工方式相比管理模式更加科学,耗费的人力物力成本降低,所以装配式结构在国内得到迅速发展。套筒灌浆连接钢筋是用于装配式混凝土结构构件连接的方式之一,由于其操作方便,连接可靠等特点被广泛应用。其常温下静力与动力性能已经得到国内外大量科研人员研究,但对其火灾下的力学特性研究甚少。因此,本文对火灾高温条件下套筒灌浆连接钢筋结点及带灌浆套筒的钢筋混凝土结构力学性能进行研究,主要包括以下内容:(1)利用数值模拟手段系统地研究了套筒灌浆连接钢筋结点在火灾下的抗拉性能,得到灌浆套筒在火灾高温条件下的耐火时间-荷载比关系。其研究过程首先是对套筒灌浆连接钢筋结点有限元模型进行常温下拉伸数值模拟,确定64mm直径套筒与25mm直径钢筋组合的灌浆套筒连接钢筋结点抗拉承载力,将其破坏形态和承...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
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外置钢板加固钢筋混凝土梁的抗火性能研究

外置钢板加固法以其施工方便、造价低廉、节约空间以及加固效果良好等优点,在钢筋混凝土结构加固领域得到了广泛的应用。传统粘贴钢板加固法,钢板与混凝土之间的环氧树脂类结构胶粘剂在高温下会出现严重的性能劣化;改进的锚栓钢板加固法,虽然在抵抗钢板剥离和高温下胶粘剂性能劣化方面得到一定改进,但在火灾条件下,加固钢板仍面临材料性能严重退化的风险,导致外置钢板加固结构存在严重的安全隐患。因此,积极开展外置钢板加固钢筋混凝土结构的抗火性能研究,提出改善外置钢板加固结构耐火性能的具体措施是十分必要的。本文主要从足尺构件的明火试验出发,探讨了不同外置钢板加固方式、不同锚栓锚固材料、不同防火保护措施等因素对外置钢板加固钢筋混凝土梁耐火性能的影响。本文主要工作如下:对2组共8根足尺外置钢板抗弯加固梁进行明火试验,加固方式分别为粘贴钢板加固法、普通锚栓钢板加固法、直接剪切型锚栓钢板加固法,其中直接剪切型锚栓钢板加固法因其锚栓锚固料不同分为有机胶(环氧树脂基...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
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考虑高温蠕变和残余应力的高强度Q460钢柱抗火性能研究

钢柱的抗火性能研究对钢结构设计至关重要,在火灾下钢柱的提前失稳破坏将直接影响到结构的安全。Q460钢材相对于普通钢材具备更优的力学性能,能有效减轻结构自重和减小截面尺寸,从而带给结构设计更多的可能性和更大的经济效益,因此成为我国目前大力推广并广泛应用的钢材之一。在火灾下,无保护钢构件的升温较快,钢材屈服强度和弹性模量随着温度的升高而急剧降低,极易造成结构丧失承载能力而破坏。研究表明基于普通钢构件的设计方法并不适用于高强钢结构,因此对高强度Q460钢柱的抗火性能研究具有重大意义。在高温作用下,蠕变效应十分明显,将增大钢柱变形,加速其破坏,降低火灾下承载力。而残余应力在高温作用下则有所降低,在我国抗火设计规范中尚未考虑这一变化以及蠕变带来的影响。本文对Q460钢柱高温下蠕变屈曲性能以及抗火性能进行分析,主要内容如下:(1)钢柱高温蠕变屈曲试验:对6根高强度Q460焊接H形钢柱进行了高温蠕变屈曲性能的试验研究,考虑长细比、荷载比和温度...  (本文共101页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东建筑大学
山东建筑大学

绿色高性能纤维增强水泥基复合材料新型框架柱抗火性能试验研究

绿色高性能纤维增强水泥基复合材料(Green High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites,GHPFRCC)是在传统工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)基础上,使用高粉煤灰替代率并加入适量聚乙烯醇(PVA)纤维而成。GHPFRCC具有很好的变形能力、韧性、能量吸收能力和无害化裂缝扩展能力,可有效提高建筑结构的抗震能力和耐久性。本文针对高温后GHPFRCC力学性能及火灾下GHPFRCC框架柱抗火性能进行了大量试验研究,主要研究工作包括以下几方面:(1)研究 16 组 GHPFRCC 配合比在 200 ℃400 ℃、600 ℃和 800 ℃后的抗压强度和质量损失。分析了水灰比、砂胶比、PVA纤维掺量、粉煤灰掺量和减水剂掺量等因素对GHPFRCC抗压强度和泊松比的影响规律,建立了不同温度下GHPFRCC抗压...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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轴心受压胶合竹柱抗火性能研究

胶合竹因其轻质高强、绿色环保及力学性能优越的特点逐渐引起人们的关注。胶合竹结构作为一种新型的装配式结构体系现有研究尚不成熟,尤其胶合竹构件火灾下受力机制和灾变机理未见报道。为进一步推进胶合竹在实际工程中的应用,本文对轴心受压胶合竹柱力学性能及炭化性能开展试验研究,结合有限元模拟及理论分析,揭示了火灾下胶合竹柱承载能力及耐火极限的变化规律,其中,主要研究内容及结果包括以下几个方面:(1)通过对长细比为30~65的中短柱、中长柱开展胶合竹柱轴心受压试验,分析了挠度、应变、轴向变形、破坏形态等参数特征,揭示了轴心受压胶合竹柱受力机制和破坏机理。(2)利用ABAQUS有限元软件开展常温下胶合竹轴心受压数值模拟,结合试验结果对比分析得出计算结果可靠的精细化模型,进而拓展分析,得出大长细比胶合竹柱轴心受压承载能力变化规律,为火灾下有限元参数分析提供依据。(3)基于胶合竹材特点,采用等效弹性模量双因素分析方法对轴心受压胶合竹柱极限荷载回归分析...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>