钢管混凝土柱抗火性能研究综述
钢管混凝土柱的抗火性能实验方式及结果分析

引言混凝土作为传统的建筑材料,它具有很多的优势,比如抗压强度大、耐高温、耐腐蚀、制备简单方便,当然也同样具有很多明显的劣势,比如抗拉强度差,过于笨重等。
钢管混凝土柱是混凝土与钢材的一种组合方式,两种材料取长补短,充分发挥了混凝土抗压性能和钢材的抗拉性能,达到优化组合的作用效果。
钢管混凝土结构由于具有承载力高、塑性韧性好、施工速度快、综合效益好等工程特点,因而在高层、超高层建筑中的应用越来越普遍。
然而,在火灾作用下材料的力学性能有相当大的下降,承载力也随之下降。
1.试验概况1.1试件设计火灾试验的试件共有2个钢管混凝土柱Z1、Z2。
采用C40商品混凝土,PO42.5R水泥,粒径10mm~20mm的硅质粗骨料,中砂,掺加XTR-B外加剂,试验时混凝土立方体抗压强度为38MPa;钢管外径为219mm,壁厚4mm的钢管,钢材屈服强度为280MPa,极限强度390MPa。
在试件两端的各留4个直径20mm左右的排气孔,用于受火后混凝土内部的水汽排出。
1.2试验装置及试验方法室内火灾的发展一般可分为火灾的初期增长、充分发展和衰减熄灭三个阶段。
火灾充分发展阶段升温速率快、温度高,对结构破坏严重。
为了近似模拟快速升温阶段,采用燃油火灾试验炉通过喷嘴将轻柴油雾化,点燃后在炉体内产生高温。
炉内升温由直径为3mm的N型热电偶测量。
火灾试验中试件由油压千斤顶施加1600KN轴向压力,并通过高压油泵来控制和调整施加荷载的大小。
试件上端部伸出炉盖,防止高温使千斤顶失效。
试件下端部用砂子进行维护,防止支座温度过高,因此试件的实际受火高度约为2800mm左右。
试件轴向变形由量程为±200mm的2个差动式位移传感器测量,位移传感器放置在柱顶千斤顶的四周。
试件表面和核心混凝土内部的温度由直径为0.5mm 的K型热电偶测量。
位移计和热电偶测得的数据均由HP数据采集仪自动采集并存储。
2.高温条件下混凝土的热运动混凝土在加热过程中的形变受以下四种条件的影响,即:热应变,瞬时压力相关应变,瞬变应变和蠕变应变。
混凝土结构抗火性能研究
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混凝土结构抗火性能研究摘要:由于城市的密集化程度越来越高,人口持续增长,多高层现代建筑(多以钢筋混凝土建筑居多)也越来越多,从而导致建筑火灾频繁发生,后果也越来越严重,造成人类生命及财产蒙受重大损失。
因此有必要研究钢筋混凝土结构的抗火性能。
近年来,国内外开展了高温(火灾)下的钢筋混凝土材料、构件及相应结构的受力性能的实验研究及理论分析,并取得了一些成果,现就钢筋混凝土结构抗火性能研究内容、设计以及现状与发展做简单介绍。
关键字:混凝土抗火内容、设计、发展0 引言火灾给人类的生命财产造成极大的损失,火灾造成的经济损失仅次于干旱和洪涝,而发生的频度则位居各种灾种之首。
目前,钢筋混凝土结构是我国主要建筑结构形式之一。
尽管钢筋和混凝土材料属于热惰性材料,但由于火灾的高温作用,材料性能将严重劣化,在结构中将发生严重的内(应)力重分布,使结构性能大大削弱,危及结构的安全。
建筑结构特别是钢筋混凝土框架结构在火灾中坍塌的事故时有发生,往往造成重大的人员伤亡和财产损失。
研究钢筋混凝土结构的抗火性能十分必要和迫切。
1混凝土结构抗火理论研究内容混凝土结构抗火的全过程分析包括三部分:室内火灾温度场分析、构件和结构内部温度场分析和抗火性能分析。
本文主要介绍后两部分的研究。
1.1混凝土构件和结构内温度场1.1.1求解方法概述为进行高温下的结构性能分析,一般先进行构件和结构内温度场分析,由于结构的内力和变形一般不影响热传导过程,因而可对温度场进行独立分析。
构件和截面温度场由于受诸多因素如材性离散、边界条件处理等影响,理论分析较为复杂。
以前的温度场确定主要通过试验实测,即通过在构件中预埋热电偶,积累大量数据绘制成相应的表格供查找参考。
热传导方程是一个非线性抛物型偏微分方程,在用数值解法求解的过程中,除上文提到的空间有限元和时间有限差分结合法外,还有空间差分和时间差分结合法、空间有限元和时间有限元结合法等。
目前研究者对温度场的计算对象均集中在构件如墙板、柱、梁等,由于热传导问题实际上是三维问题,这大大增加了理论求解的难度,因而研究者根据构件形状、受火条件等对计算模型进行简化,从而变为二维问题甚至一维问题。
火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究共3篇
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火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究共3篇火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究1火灾是建筑物中最常发生的灾害之一,可能对结构件产生很大的影响。
本文将探讨火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点的力学性能研究。
随着近年来钢管混凝土结构的广泛应用,钢管混凝土柱—钢梁节点的力学性能一直是研究的热点。
而火灾作用后的钢管混凝土柱—钢梁节点从微观和宏观两个方面受到了很大的影响。
在微观方面,钢管混凝土柱—钢梁节点中的钢筋会因为高温而产生一定程度的软化和塑性韧性降低;混凝土也会因为高温而发生水化反应减弱,失去强度。
因此,这些因素加起来会降低节点连接部位的抗弯刚度和承载能力。
在宏观方面,火灾作用后的节点存在各种不同的破坏模式。
例如,节点可能会出现脆性破坏,也可能会出现韧性破坏。
在脆性破坏情况下,节点连接部位的刚度和承载能力减少很多;而在韧性破坏情况下,节点失去的承载能力主要来自于裂缝扩展和混凝土剥落。
针对以上这些因素,许多研究者进行了广泛的研究。
其中,一些研究聚焦于不同钢管混凝土节点类型的火灾性能,如框架节点、框架—框支节点、框架—剪力墙节点等。
研究发现,这些不同类型的节点在高温下的承载能力和抗弯刚度有很大差异。
此外,一些研究还针对节点的流变性质进行了深入研究。
例如,在环向加载下,钢管混凝土节点的应力、应变关系存在与普通混凝土不同的特点。
这些研究对于理解节点在火灾作用下的力学性能提供了重要的依据。
此外,还有越来越多的研究将数值模拟和实验相结合,以更加深入地了解火灾作用下的节点性能。
数值模拟的方法可以预测节点在高温下的受力变形,并研究节点承载能力和抗震性能等方面的性能。
而实验可以验证这些数值结果,并为数值模拟提供实验数据。
综上所述,火灾作用后的钢管混凝土柱—钢梁节点受到许多因素的影响,包括微观和宏观方面。
人们开展了广泛而深入的研究,以进一步了解这些因素对节点性能的影响,并寻找改进和防范的方法。
这对我们提高设计和防火技术能力、确保建筑物安全具有重要意义。
火灾全过程后钢管混凝土柱滞回性能试验研究
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第4章火灾全过程后钢管混凝土柱滞回性能 24.1引言 (2)4.2试验概况 (2)4.3.1 试件设计与制作 (2)4.3.2 材料的力学特性 (3)4.3.3 试验装置和试验方法 (4)4.3.4 试验量测内容和量测方法 (8)4.3试验现象、试验结果与分析 (9)4.3.1 试验现象 (9)4.3.2 火灾全过程中钢管混凝土柱轴向变形 (9)4.3.3 P-∆滞回曲线 (10)4.3.4 P-∆滞回曲线关系骨架线 (10)4.3.5 火灾后构件的承载力 (10)4.3.6 荷载退化曲线 (11)4.3.7 刚度退化曲线 (12)4.3.8 延性 (13)4.3.9 耗能能力 (13)4.3.10 荷载-应变滞回曲线 (14)4.3.11 弯矩(M)-曲率(φ)滞回曲线 (15)4.4结论 (17)第4章 火灾作用全过程后钢管混凝土柱滞回性能试验研究4.1 引言国内外对钢管混凝土火灾后滞回性能的研究还较少。
林小康(2006)进行了9个圆形和9个方形钢管混凝土柱高温后的滞回性能试验研究,但其研究存在不足:钢管混凝土柱在火灾作用(包括升温和降温)的过程中,始终处于自由状态,构件没有受荷载作用且没有边界约束条件,这显然与建筑物发生火灾时多处于使用状态或施工状态下承受着一定的荷载和约束这一基本前提不符,因此其研究不能反映实际结构在遭受火灾后产生的残余应力和残余应变对结构力学性能的影响。
基于这一点,本文进行了有初始应力的钢管混凝土火灾全过程后滞回性能的试验研究。
本试验研究的目的:(1) 了解火灾全过程后钢管混凝土柱滞回破坏形态;(2) 了解不同的温度-力作用路径对火灾后钢管混凝土柱滞回性能的影响; (3) 考查不同的火灾荷载比对火灾全过程后钢管混凝土柱滞回性能的影响; (4) 为火灾全过后钢管混凝土柱抗震理论分析提供试验数据,验证理论分析的准确性。
4.2 试验概况4.2.1 试件设计与制作对经历火灾全过程后的6个圆钢管混凝土柱滞回性能进行了试验,表4.1列出了试件的详细资料。
矩形钢管混凝土结构研究综述
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4、推进矩形钢管混凝土边框组合剪力墙及筒体结构在实际工程中的应用, 提高结构的抗震能力和安全性。
参考内容三
引言
钢管混凝土结构是一种具有高承载能力和优良塑性的组合结构,广泛应用于 各种工程结构中。本次演示旨在探讨钢管混凝土结构的研究现状、存在的问题以 及未来的研究方向。
背景
钢管混凝土结构是指在钢管中填充混凝土,通过二者共同作用来提高结构性 能的一种组合结构。这种结构最早可追溯到20世纪初,但在当时并未得到广泛应 用。直到20世纪中叶,随着建筑工程对结构性能要求的不断提高,钢管混凝土结 构才开始被重视并逐步推广。
矩形钢管混凝土结构研究综述
基本内容
本次演示旨在系统梳理矩形钢管混凝土结构的研究现状及未来发展趋势。通 过综述相关文献,总结其研究成果和不足,以期为未来研究提供参考。
矩形钢管混凝土结构是一种由混凝土填入矩形钢管内而形成的复合结构,具 有优异的承载能力、施工性能和经济效益。近年来,随着对该结构研究的深入, 其在建筑工程、桥梁工程等领域的应用逐渐广泛。
2、实践应用经验不足
虽然钢管混凝土结构在工程应用中已经取得了一定的成果,但实践应用经验 不足的问题仍然存在。例如,对于一些新建的钢管混凝土结构,缺乏长期性能的 监测和评估数据,难以判断其耐久性和安全性。
1、理论分析
理论分析是钢管混凝土结构研究的重要手段,包括有限元分析、有限差分分 析、解析解法等。通过理论分析,可以深入了解结构的力学性能和破坏机理,为 实验研究和工程应用提供指导。
3、工程应用
随着理论研究和实验研究的深入,钢管混凝土结构在工程中的应用也日益广 泛。例如,钢管混凝土桥梁、高层建筑、核反应堆结构等,都是钢管混凝土结构 在工程应用中的典型代表。
1、设计理论不完善
钢管混凝土柱抗火性能浅析
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i f u n e n h l i a e t e g h A l s , f r u a f r t e u t m t s r n t n h n l e c o t e u t m t s r n t . t a t om l s o h l ia e t e gh a d t e
r t o t e l n e n s r t o, a d h l a e c n r c t r t o p o e t v c v r。 T e a i , h s e d r e s a i n t e o d c e t i i y a i , r t c i e o e h r s l s h w t a , t e e t o a d m n i n a d t e s e d r e s a i a e i n f c n e u t s o h t h s c i n l i e s o , n h l n e n s r t o h v s g i i a t
1 研 究必要 性
随着钢 管混凝土在 国内外 高层建筑和拱桥结构等 工程 中
的广泛应用 ,其遭受火 灾的可 能性大为增加 。据统计,2 0 03
年1 l 至 O月份,我国共发生火灾 2 59 起 ,死亡 1 6 046 8 6人 ,
力状态之下 ,从而 使钢 管混凝土结构 具有承载力高 ,塑性和 韧性好 ,施工方便 ,耐火性能好 ,经济效果好等优点 ,能适 应现代工程结构向大跨 、高耸、重载发展和承受恶劣条件的
需要,符 合现代施工技 术的工业化要求 ,正被越来越广泛的
受伤 20 人 ,直接财产 损失 l . 61 2 7亿元 。在 国外 ,尤其是一 些 发达 国家 ,火灾 更为严 重 ,如 :19 年美 国的火灾 损失 91 约 为 6 6亿元人 民币,日本约为 10 5 9 3 . 亿元人 民币,英 国约
中空夹层钢管再生混凝土柱抗火性能分析
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(3)热膨胀系数%。
0%和100%取代率:
-0.015 + 0.000 75T 20r<T<500tt —• -0.84 +0.002 4T 500^<7<600^ (5)
.0.12 +0.000 Байду номын сангаасT 600覽<丁<800贮
50%取代率:
>0.017 5 + 0.000 875T 20^<7<500^ -0.93 +0.002 7T 500t<T<600t (6)
关键词:中空夹层钢管混凝土;再生混凝土;耐火极限;取代 率;空心率
中图分类号:X932,TU52&59 文献标志码:A 文章编号:1009-0029(2019)10-1362-06
再生混凝土是釆用废弃混凝土破碎加工形成的再生 粗骨料替换天然骨料而制成的混凝土。为了推广应用再 生混凝土,有效提高废旧混凝土的回收再利用效率,提出 了圆套圆中空夹层钢管再生混凝土柱。对于钢管外露结 构构件,抗火性能是其推广应用的关键。所以对中空夹层 钢管再生混凝土构件抗火性能的研究具有重要意义。
ISO 834标准升温火灾作用下的构件温度场分布,之后将 温度场计算结果导入到力学场模型中,这样就可以进行火
灾下耐火极限的计算。
1.1温度场模型
在高温下时,环境与构件表面进行热量交换的方式主
要有热对流和热辐射,导热过程为瞬态导热。内外钢管的
热工参数选用Lie和Stringer建议的表达式计算。再生
混凝土的热工参数采用建议的表达式,具体表达式见式
粗骨料取代率钢管再生混凝土与钢管普通混凝土在高温 下的耐火极限有显著差别。
综上所述,钢管外露再生混凝土构件在抗火性能方面 与天然骨料混凝土构件有所区别,不能直接套用已有的设
钢管混凝土柱抗火性能研究_韩金生
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1. 2 主要的试验结果及分析 1. 2. 1 试件截面升温 试件 A3、 A 4的钢管表面实测温度与平 均炉温的 对比如图 4所 示, 可见 钢管 表 面的 升温 与炉 内 升温 规律相似, 只 是开 始阶 段钢 管 表面 的温 度与 炉 温相 比较低, 但随 着受 火时 间的 增 长钢 管表 面的 温 度越 来越接近于炉内火场温度。
摘要: 对没有防火保护的钢管混凝土柱的抗火性能及其分析方法进行研究。通过没有防火保护的配筋钢管混凝土柱的火灾 试验, 研究了配筋钢管混凝土柱的火灾行为、 截面温度场、 变形和耐火极限, 试验结果表明配筋可以显著提高钢管混凝土柱的 耐火极限。探讨了配筋钢管混凝土柱抗火性能的数值模拟方法, 在数值模拟中考虑了水分、 接触热阻和高温瞬态热应变的影 响, 通过与试验结果的对比表明数值方法可以较好地计算柱的变形和耐火极限, 并且能够满足工程应用的精度要求。最后在 数值计算结果和试验结果的基础上, 给出了配筋钢管混凝土柱截面温度场和耐火极限的简化计算方法, 以方便实用。 关键词: 配筋钢管混凝土柱; 试验; 数值模拟; 简化计算方法; 耐火极限 中图分类号: TU 398 TU 352. 5 文献标志码: A
[1 -2]
1 火灾试验研究
1. 1 试验概况 试件共有 1个钢管素混凝土柱和 3个配筋钢管混 凝土柱以及 1 个测温用短柱 B1 。试件两端焊接 20mm 厚的端承板, 并在钢管两端各留两个排汽孔。试件详图 如图 1所示。短柱 B1的 K 型热电偶布置及编号如图 2 所示, 所有试件的详细情况列于表 1中。
基金项目: 国家 / 十一五 0科技支撑计划重点项目 / 大型及重要建筑安全监测预警集成技术研究与示范 0 ( 2006BA J13B03) 。 作者简介: 韩金生 ( 1978) ), 男, 山东潍坊人, 工学博士, 讲师。 E-ma i:l h jsheng2008 @ 163 . com 收稿日期: 2009 年 6月
耐火钢材钢管混凝土柱的抗火性能分析
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耐火钢材钢管混凝土柱的抗火性能分析耐火钢材(Fire-resisting steel)是一种具有特殊抗高温性能的钢材,其抗火性能在高温条件下能够保持一定时间内不燃烧,并且能够提供结构稳定性。
耐火钢材的抗火性能主要取决于其材料特性和设计参数。
一般情况下,耐火钢材的抗火性能可以通过以下几个方面进行分析。
首先,耐火钢材的抗火性能与其材料特性有关。
耐火钢材通常具有较高的熔点和热传导性能,这使得其能够在高温条件下保持相对稳定的性能。
此外,耐火钢材的化学成分和晶体结构也会影响其抗火性能。
常见的耐火钢材种类包括耐火不锈钢和耐火合金钢等。
其次,耐火钢材在结构设计中的参数也会对其抗火性能产生影响。
例如,柱子的断面形状、尺寸和钢管混凝土层的厚度等参数都会影响其在火灾情况下的抗火能力。
一般来说,较大直径和较厚的钢管混凝土层可以提高柱子的抗火能力。
针对耐火钢材钢管混凝土柱的抗火性能分析,可以从以下几个方面入手。
首先,需要对耐火钢材的材料特性进行研究和测试。
通过拿取一定数量的样本进行高温实验,研究其在高温条件下的性能变化情况。
这包括对材料的熔点、热传导性能、化学成分和晶体结构等进行分析。
其次,需要进行柱子的抗火设计。
根据建筑设计要求和安全标准,确定柱子的断面形状、尺寸和钢管混凝土层的厚度等参数。
根据这些参数,使用热力学计算方法模拟柱子在火灾条件下的温度变化情况,并评估其结构稳定性。
最后,需要进行抗火性能测试和模拟分析。
通过在实验室中对柱子进行火灾试验,观察其在一定时间内的抗火能力。
同时,使用计算机模拟软件进行数值模拟分析,模拟柱子在不同火灾条件下的温度分布和变形情况。
在实际应用中,还可以通过对耐火钢材的表面进行特殊处理,如涂覆防火涂料或包覆耐火材料,来提高其抗火性能。
此外,还可以研究开发新型的耐火钢材,以提高其抗火性能和工程应用范围。
总之,耐火钢材钢管混凝土柱的抗火性能是一个较为复杂的问题,需要综合考虑材料特性和结构设计参数。
钢管混凝土柱耐火极限和防火设计实用方法研究

钢管混凝土柱耐火极限和防火设计实用方法研究摘要:在现代建筑中,钢管混凝土结构因其独特的设计和高强度特性,得到了广泛应用。
然而,面临的挑战之一是在火灾中保持结构的稳定性。
耐火性能作为建筑结构安全的重要指标,对钢管混凝土柱的设计至关重要。
本文旨在探讨钢管混凝土柱的耐火极限和防火设计方法,通过深入研究耐火材料、防火涂料的选择,为提高建筑结构的抗火性能提供科学依据。
这一领域的探索不仅对建筑安全具有重要意义,也为结构工程提供了新的技术路径。
关键词:钢管混凝土柱;耐火极限;防火设计;实用方法引言:本文深入研究了钢管混凝土柱的耐火极限和防火设计方法。
探讨了钢管混凝土柱结构特点、耐火性能要求,以及耐火材料和防火涂料的选择与应用。
通过耐火极限计算方法,提供了科学的防火设计指导,确保钢管混凝土柱在火灾中的稳定性。
所提方法不仅提高了建筑抗火性能,也为今后类似结构的防火设计提供了实用指导,为建筑安全提供了可靠保障。
一、钢管混凝土柱结构特点与耐火性能1.钢管混凝柱土结构特点1.1钢管混凝土的优势钢管混凝土以其独特的结构特点在建筑工程中广泛应用。
首先,内部钢管提供了强大的承载能力,使钢管混凝土柱具备卓越的抗压性能和扭曲抗扭性能。
其次,混凝土外包覆层有效保护内部钢骨架免受腐蚀和火灾侵害,同时提供了优秀的耐火性能。
这种内外结合的设计不仅增强了结构的整体刚性和稳定性,还使得钢管混凝土柱具备了出色的耐久性和抗火性,成为现代建筑中安全可靠的重要支撑结构。
1.2钢管混凝土柱的构造形式和应用钢管混凝土柱以其独特的结构形式成为建筑设计中的创新亮点。
其构造形式多样,包括圆形、方形和多边形等,适应了不同场景的设计需求。
钢管混凝土柱广泛应用于高层建筑、桥梁、地下结构等领域。
在高层建筑中,钢管混凝土柱因其高强度和抗震性能,成为支撑大楼结构的理想选择。
在桥梁工程中,钢管混凝土柱以其出色的承载能力和耐久性,保障了桥梁结构的安全运行。
此外,在地下结构中,钢管混凝土柱的防水性能和耐久性使其成为地铁、隧道等工程的重要组成部分。
薄壁钢管混凝土柱抗火性能试验
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薄壁钢 管混凝 土组合 柱是 轻钢混 凝 土组 合结 构 体 系中的一 种 , 它不 仅 具 有 普通 钢 管 混凝 土柱 的优 点, 还兼备外形整洁 、 式灵活等 优点 , 有广 阔的应 形 具
用前景 。但 由于 薄壁 钢管 混凝 土组 合柱 是一 种 新
火情况 下 的大, 传输 到 内部 的热 量 多, 柱截 面的温 度
低
温
建
筑
技
术
21 0 1年第 1 ( 期 总第 11期 ) 5
薄 壁钢 管 混凝 土柱 抗火 性 能试 验
程志 宏
( 城 市 建筑 工 程 有 限公 司 , 山 西 运 运城 040 ) 4 0 0
【 摘
要】 对薄壁钢管混凝土柱可能存在 的四种受火方式进行 了温度场 的分析 , 四面受火 、 即: 三面受火 、 两
分; 而两 邻 面受火 时 , 温气 流对 柱 的热辐射 和 热对 高
流较 为集中 , 混凝 土局部受热 。
高
裔
赠
赠
时 间 t i / n a r
… .
时 间 d i mn
长边对面受火…” 短边对面受火— 邻 面受火
图5 两面 受火 对应 的钢管表 面温度
… -短边不受火 一
1 1 单 面受火 .
以薄壁钢管混 凝 土柱 Z一1为例 , 面受 火 时薄 单
壁 钢管混凝 土柱 的温度场分布云图 , 见图 1 。
由图 1 各个时刻 的温 度场分 布 图来 看 , 单面 受火 时, 薄壁 钢管 混凝 土柱截 面 的温度普 遍较 低 , 温度 且
等值线 与受火边 近似平行 , 距受 火面越 远 , 温度 越低 。
面受火和单面受火 , 对四种情 况进行 了比较分析 。文中 的研 究成果对 薄壁钢 管混凝土 柱的耐火 性具有重要 的 并 理论 意义 和实用价值 。
火灾后型钢混凝土柱抗震性能及其加固修复分析研究

火灾后型钢混凝土柱抗震性能及其加固修复研究之研究现状摘要:从火灾后钢材及混凝土力学性能、型钢混凝土的抗震性能、火灾后的型钢混凝土柱加固修复 3 个方面进行了论述,介绍了目前国内外关于火灾后型钢混凝土结构抗震及加固修复研究的主要进展及成果。
关键词:火灾后,型钢混凝土柱,抗震性能加固修复随着型钢混凝土 <SRC结构在多、高层建筑和工业厂房中的应用日益增多,其遭受长期高温作用或突发火灾事故的可能性也不断增加。
高温作用不仅使组成 SRC 柱的钢材和混凝土材料的性能发生劣化,而且还会在结构内部形成不均匀温度场,引起温度应力,导致结构损伤、承载力下降,甚至造成严重事故。
而目前国内对于型钢混凝土的抗震性能的研究主要集中在对于剪跨比很小的短柱抗震性能研究和高强混凝土的短柱以及压弯起控制作用的型钢混凝土长柱的研究,对于火灾后的型钢混凝土的柱抗震性能及其加固修复研究目前还未见报道,所以对于火灾后的型钢混凝土柱的抗震性能及其加固修复是十分必要和迫切的。
1标准火灾后钢骨混凝土柱的力学性能郑永乾、韩林海(2006年> 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与力—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,并分析了截面尺寸、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及火灾下构件承载力的影响规律,提出钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。
蒋东红、李国强等(2005年> 提出了在标准火灾升温作用下钢骨混凝土轴压柱极限承载力与变形的计算方法,并通过实验对计算方法进行了验证。
在此基础上,对混凝土强度、钢骨强度、钢骨含钢率、截面寸和受火时间等承载力影响参数进行了计算分析,并分别给出了拟合计算式。
韩林海杨华霍静思杨有福 <2002年)通过对 6 个矩形截面钢管混凝土柱按 ISO-834 标准升温曲线升温作用后的实验研究火灾作用后矩形钢管混凝土柱的力学性能和剩余承载力结果表明在本次实验参数范围内火灾后裸钢管混凝土柱的承载力损失严重在确定了钢材和混凝土在高温作用后应力~应变关系模型的基础上计算了火灾作用后矩形钢管混凝土压弯构件荷载~变形关系曲线理论计算结果得到实验结果的验证在分析了各参数如火灾持续时间构件截面含钢率钢材种类混凝土强度等级荷载偏心率构件长细比截面高宽比和构件截面尺寸等影响的基础上提出火灾作用后矩形钢管混凝土柱承载力实用计算方法。
钢管混凝土结构柱在火灾下力学性能试验与分析

钢管混凝土结构柱在火灾下力学性能试验与分析随着城市建设的不断发展,高层建筑、桥梁等大型结构的建设需要越来越多的建筑材料。
而钢管混凝土结构因其在力学性能方面具有多个优点而逐步被广泛应用。
但在火灾等灾难发生后,这种结构的承重能力会大幅下降,甚至瓦解崩塌,从而给人们的生命财产造成严重的威胁。
为了提高这种结构在火灾下的抵抗力,需要对其力学性能进行详细的试验和分析。
一、钢管混凝土结构柱的优点钢管混凝土结构柱相较于普通混凝土结构柱具有多个优点:1. 承载力更强钢管混凝土结构柱采用了高强度的钢管,具有更高的承载能力,从而可以承受更大的载荷。
2. 方便施工据研究表明,钢管混凝土结构柱能够节省40%-50%的施工时间。
3. 美观实用钢管混凝土结构柱具有精美的外观,并且更加耐用,不易腐蚀和损坏。
同时也可以有效减少噪音和震动。
二、钢管混凝土结构柱在火灾下的变形和破坏在火灾发生后,钢管混凝土结构柱的抗震和承重能力会迅速降低,甚至可能会发生瓦解崩塌。
具体表现为:1. 钢管混凝土结构柱的截面会发生变形。
2. 钢管混凝土结构柱壁厚度和截面尺寸会受到影响。
3. 钢管混凝土结构柱的钢管和混凝土会出现开裂和脱落现象。
三、钢管混凝土结构柱在火灾下的力学性能试验为了进一步了解钢管混凝土结构在火灾下的力学性能,实验室进行了一系列相关的试验。
1. 静载试验静载试验需要通过建立起仿真模型,模拟出钢管混凝土结构柱在火灾后的变形情况。
可以确认结构的强度和韧性等参数,进而推算出整个结构的性能参数。
2. 动载试验动载试验可以模拟现实生活中发生的一些临界状况,例如地震、飓风等灾难时结构的反应。
利用模拟设备,可以测试结构的动态性能和抗震能力等参数。
3. 热力学试验热力学试验是一种复杂的测试方法,需要借助高温环境,对模型进行放热燃烧或热传导实验。
通过实验数据分析,可以推算出结构在高温环境下的变形能力和结构完整度等参数。
四、钢管混凝土结构柱火灾下力学性能的分析通过对上述试验数据的分析,可以得出以下结论:1. 火灾对结构的破坏主要是由温度引起的。
高强钢管混凝土柱耐火性能分析
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( 3 ) 就 某 餐 饮 场 所 中 的 一 种 疏 散 出 口位 置 进 行 模 拟
e v a c u at i o n, a nd p r o vi d e r e f e r e nc e s f or s e t r e q ui r e me n t s of e xi t s
[ 3 ]亓 延 军 , 陈兵 , 石 龙, 等. 基 于 性 能 化 设 计 的 某 大 型 游 乐 场 人 员 疏 散
LI Xi a o — j u ,Z HU J i e ~,
DAI J u n — y u ,S o n g Yu n — l o n g
( 1. Si c h ua n No r mal U n i v e r s i t y. Si c hu a n Che ng du 63 7 00 2, Ch i n a: 2 .Ke y Lab o r a t o r y of Fi r e Pr e ve n t i o n an d Con t r o l Te c h—
可 能 是 直 接 通 往 这 些 出 口 的路 段 受 到 阻 碍 , 人 员 处 于 滞
留状 态 。 由于 疏 散 出 口 1利 用 率 较 低 导 致 人 员 疏 散 后 期 仅 通 过 出 口 2和 出 口 3疏 散 , 造成人员拥挤和滞 留。
4 结 论
( 1 ) 综 合 体 建 筑 内 餐饮 场 所 大 多 与 人 员 密 集 的 电 影 、
娱乐 、 商场相邻 , 室 内装 饰 布置 复 杂 , 存 在 大 量 可燃 物 , 导 向性 差 , 出 口不 明 显 , 人 员 密度 大 , 属 于火灾高危场所 , 保
混凝土结构抗火理论研究述评

混凝土结构抗火理论研究述评提 要 在查阅和分析国内外大量相关文献的基础上,本文首先阐述了钢筋混凝土材料热力学性能、热传导方程及分析工具等理论基础,然后对国内外钢筋混凝土构件和结构在高温下的温度场计算、承载力与变形计算以及耐火极限分析的理论研究方法与研究成果进行了归纳,指出了理论计算的计算机仿真技术化趋势,并对一些尚待解决的问题提出了建议,如加强混凝土缺陷、水分迁移与尺寸变化等影响因素的研究以及完善火灾全过程分析方法。
关键词 混凝土结构,抗火,温度场,有限元分析Theoretical Study on Fire2R esistance ofConcrete Structures2An OverviewAbstract Based on a multitude of domestic and foreign literatures,some basic theories contacted with the mechanical behaviors of concrete materials at elevated temperature(fire exposure),equations of heat con2 duction and the analysis ways are generalized.Then the research methods and the research achievements of RC members and structures at elevated temperature,such as the calculations of temperature field,ultimate load,deformation and ultimate time for fire2resistance,are summarized and overviewed.From the develop2 ment of the theoretical analysis,the tendency of computerizing can be found.Finally,many suggestions, including emphasizing the study on defects of concrete,water moving,changes of dimensions and full2pro2 cess analysis method,are proposed to the future theoretical research.K eyw ords concrete structure,fire2resistance,temperature field,finite element analysis 在国外,钢筋混凝土结构抗火性能系统研究始于20世纪50年代,但在较长的一段时间内,研究主要依赖于试验,研究内容也主要集中在火灾升温过程、材料在高温下的力学性能、构件和结构的火灾极限承载力等方面。
钢管混凝土柱—钢梁节点抗火性能研究
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钢管混凝土柱—钢梁节点抗火性能研究随着建筑结构设计的不断发展,火灾对建筑物结构的破坏性也越来越受到重视。
在建筑物的结构系统中,柱—梁节点是承载和传递荷载的重要节点,其抗火性能对整个结构的安全性具有重要影响。
本文旨在研究钢管混凝土柱—钢梁节点的抗火性能,以提高建筑物的防火能力。
钢管混凝土柱—钢梁节点是一种常用的结构形式,其特点是在钢梁与钢管混凝土柱之间采用焊接连接。
该节点的抗火性能主要包括耐火时间、温度分布和剩余承载力等指标。
通过对该节点进行抗火性能的研究,可以为建筑物提供更安全可靠的结构设计。
首先,耐火时间是衡量节点抗火能力的重要指标之一。
在火灾发生时,节点所能承受的高温时间越长,建筑物的安全性就越高。
通过实验测定节点的耐火时间,可以评估节点在火灾中的抗火能力,并为设计提供参考依据。
其次,温度分布是节点抗火性能的另一个重要指标。
在火灾发生时,节点所处位置的温度分布情况直接影响节点的性能。
通过研究节点内部温度的分布规律,可以了解节点的受热情况,进而分析节点的抗火性能。
最后,剩余承载力是评估节点抗火性能的重要指标之一。
在火灾后,建筑物的结构往往会受到破坏,节点的剩余承载力直接关系到建筑物的安全性。
通过实验测定节点在火灾后的剩余承载力,可以评估节点的性能,并为结构的修复提供依据。
综上所述,钢管混凝土柱—钢梁节点的抗火性能研究对于提高建筑物的防火能力具有重要意义。
通过对节点耐火时间、温度分布和剩余承载力等指标的研究,可以为建筑结构的设计和修复提供科学依据。
未来的研究还可以进一步探究节点材料的优化和改进,以提高节点的抗火性能,并提出相应的设计建议,为建筑物的耐火性能提供更好的保障。
耐火钢材钢管混凝土柱的抗火性能分析

耐火钢-钢管混凝土柱的抗火性能分析* 摘要:迄今为止,国内学者研究较多的是普通钢管混凝土柱的耐火性能,而对耐火钢-钢管混凝土柱的抗火性能研究报道较少。
通过利用ANYSY有限元软件对普通圆钢管混凝土柱在火灾升温曲线下温度场的模拟,采用数值计算方法求解普通圆钢管混凝土柱耐火极限,与试验结果吻合很好。
将普通钢管替换为耐火钢,研究耐火圆钢管混凝土柱耐火极限,并与普通圆钢管混凝土柱对比,发现在一定受火时间内耐火圆钢管混凝土柱耐火极限明显提高。
关键词:钢管混凝土柱;耐火钢;温度场;耐火极限;数值方法火灾极具毁灭性,且其发生频度居各灾害之首,寻求抗火能力强的房屋结构日趋重要。
钢管混凝土结构介于钢结构和钢筋混凝土结构之间,利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约,可弥补两种材料各自的缺陷,充分发挥两者的优点。
钢材的强度和刚度对温度极为敏感,随着温度的升高发生很大变化,普通建筑用钢在350 ℃以上高温时屈服强度迅速下降到其室温屈服强度的2/3以下。
耐火钢通过添加特定的合金元素,能够在高温下的一定时间内保持较高的强度水平,从而增加了建筑物抵抗火灾的能力,提高了建筑物的安全性。
耐火钢的室温力学性能及其他物理指标均能满足普通建筑用钢标准的要求,且600 ℃时的屈服强度高于室温强度指标的2/3,同时耐火钢的弹性模量在700 ℃以下仍保持室温时的75% 以上。
国外最早T T Lie等曾做过普通圆钢管混凝土柱的耐火极限试验,得到模拟火灾作用下的温度场和耐火极限[1-3];日本新日铁公司开发了SM490-FR耐火钢,并进行该钢种的高温材性试验[5]。
国内李国强在文献[5]试验数据基础上,进行了影响耐火钢构件耐火极限的大量参数分析,并提出估算耐火钢构件耐火极限实用计算方法[6];韩林海曾进行钢管混凝土柱耐火极限试验,并分析多个参数对其耐火极限的影响[7]。
查阅文献发现,目前国内没有学者对耐火钢管混凝土柱做过研究,因此,笔者尝试研究其耐火性能,验证其能否提高建筑抗火水平。
钢筋混凝土柱的抗火性能研究进展
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钢筋混凝土柱的抗火性能研究进展摘要:钢筋混凝土是目前实际工程中应用最广泛的建筑材料,发生火灾时钢筋混凝土柱起着重要作用,在钢筋混凝土结构中,柱子作为竖向受力构件,一旦发生破坏,建筑物会发生连续性破坏。
因此对钢筋混凝土柱结构抗火性能研究是十分必要的。
本文从钢筋混凝土柱的抗火性能进行综述,并对其进一步研究做了展望。
关键词:钢筋混凝土;柱;抗火性能引言目前, 多数国家规范中采用“耐火等级”的设计概念进行防火设计。
我国现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》基本上是用指令性形式给出的,规范对建筑物的耐火等级和使用性质、内部消防设施的要求逐条做出规定,而对其火灾时的结构行为等则不予关注。
钢筋混凝土柱是最重要的承受竖向荷载构件,火灾下的高温对柱的影响是钢筋混凝土柱设计需重点考虑的因素之一,柱火灾下的力学性能对整个结构的火灾安全影响巨大,通过对钢筋混凝土柱火灾下的力学性能进行研究,可以对钢筋混凝土柱的抗火设计起到积极的指导作用。
1火灾下普通钢筋混凝土柱的试验研究现状1.1 国外研究现状国外开展对钢筋混凝土结构及构件的抗火性能研究比较早, 1980年始,通过将不同物质抗火特性进行整体研究过后,全世界特别是发达国家很多研究人员便开展有关混凝土柱高温特性试验和理论研究。
1986年,Hass教授使用德国Brunswick科技大学火灾实验炉进行了共计39根钢筋混凝土柱抗火性能试验,研究了柱的耐火极限。
1988年,Lie教授使用加拿大国家研究中心火灾实验炉开展共计21根钢筋混凝土柱高温试验,分析了柱的耐火性能。
1996年,Dotreppe教授于比利时Gent大学开展了共计16根钢筋混凝土柱抗火性能试验,同期Franssen教授于比利时开展了5根钢筋混凝土柱的抗火性能试验,共同研究了柱的耐火极限。
以上试验结果对钢筋混凝土柱高温性能理论研究作了铺垫。
1982年,Forsén教授于瑞典研发了可以对钢筋混凝土平面框架和构件抗火性能进行有限元计算的软件CONFIRE。
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钢管混凝土柱抗火性能研究综述
董学超
(华北理工大学以升创新教育基地,河北唐山063210)
[摘要]近些年来高层建筑发展迅速,施工方便、承载力大的钢管混凝土柱施工在建筑中应用广泛。
基于这一趋势,收集整理了有关钢管混凝土柱抗火性能的主要影响因素,并提出对应措施,为钢管混凝土柱 的防火安全提出了指导,有利于提高建筑安全性。
[关键词]钢管混凝土;抗火性能;设计优化;研究综述 文章编号:2095 -4085(2017)05 -0139 -02
钢管混凝土柱是直接在钢管中进行混凝土浇筑 的构件,外层钢管对内部混凝土具有环箍效应,柱体 承载能力强,施工方便,因而越来越多的被应用在现 代建筑中。
然而约束内部混凝土的外层钢管作为柱 体重要构件,未包裹在混凝土中,使得对其抗火性能 的研究尤为重要。
国内外众多研究人员对钢管混凝 土的抗火性能进行了研究[1<,取得了一系列的研 究成果。
本文对众多研究人员的研究进行了总结综 述,找到了钢管混凝土柱抗火性能的影响因素,并提 出了有利于提高其抗火性能的措施,为今后钢管混 凝土的防火安全提供了设计依据。
1影响因素
构件的耐火性能一般可以以耐火极限以及构件 在高温下的承载能力等进行衡量。
钢管混凝土柱形 式多样,受火情况各不相同,其抗火性能受多种因素 影响。
通过对各研究人员的研究进行汇总,剔除相 关性小的影响因素,对钢管混凝土抗火性能的主要 影响因素进行了总结。
1.1受火方式的影响
因布置位置和可燃物堆放情况的不同,钢管混 凝土柱的受火方式不尽相同,不同的受火方式下,柱 的升温面分别存在差异。
其他条件相同的情况下,受火面越大,钢管混凝土柱的抗火性能越差,从单面 受火,双面受火,三面受火到四面受火,钢管混凝土 柱的抗火性能依次减弱。
1.2火灾荷载的影响
火灾载荷是描述建筑物内容纳可燃物数量的参 数,对火灾燃烧温度和持续时间的衡量起重要作用。
一般来说,火灾荷载越大,火场局部温度越高,火势 可持续时间越长,钢管混凝土柱强度降低幅度越大。
作者简介:董学超(1996—),男,汉,河北涞水人。
研究方向: 土木工程。
1.3荷载比的影响
钢管混凝土柱的荷载分布状况对其抗火性能具 有较大影响,荷载分布最主要的性质可以用载荷比 进行表示,其对钢管混凝土柱的抗火性能有较大影 响,尤其是对其耐火极限影响作用明显。
随火灾载 荷比增大,柱的耐火极限显著降低[6]。
1.4截面尺寸的影响
研究表明,在其他条件相同的情况下,界面尺寸 越大,钢管混凝土柱的抗火性能越好,但这种关系是 非线性的,当柱的截面尺寸较大时,随截面尺寸的增 大,钢管混凝土柱的抗火性能增长变缓。
1.5长细比的影响
柱作为主要抗压构件,应分析其稳定性,防止失 稳破坏的情况产生。
长细比是衡量柱稳定性的重要 指标,对钢管混凝土柱的抗火性能影响较大。
在荷 载较大时,长细比对抗火性影响不显著,当荷载较小 时,长细比的影响作用显著,随长细比增大,钢管混 凝土柱的耐火极限降低。
1.6其他因素的影响
除以上总结的影响程度较大因素外,其他因素 也会对钢管混凝土的抗火性能产生影响。
这些因素 包括:柱端部约束类型、偏心率、柱的形状、柱的含钢 率、钢管材料的耐火性能等。
在一般情况下,这些因 素的影响程度较小,但不可忽略,但当情况特殊时,应该对其中部分因素进行分析。
例如,当分析异形 钢管混凝土柱抗火能力时,要考虑柱的形状和偏心 率对于抗火能力的影响。
2强化措施
针对以上钢管混凝土柱抗火性能影响因素,提 出以下措施,以强化其抗火性能。
(1)可以采用钢骨-钢骨混凝土结构进行强化,在内层混凝土中配设钢骨,利用混凝土的热传导 较慢的特性在火灾中保护内部钢(下转第141页)
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暖通空调自动控制系统的现状与研究
张帆
(陕西建工第三建设集团有限公司,陕西西安710054)
[摘要]现如今,随着我国社会的进步,科技水平不断发展,自动控制系统与暖通空调也在逐步结合,这不仅能够加强空调系统的工作效率,还能够节省成本,降低人力物力的使用量,提高居民生活水平Q文中 对现阶段暖通空调自动系统现状进行了一定分析,为暖通空调自动控制系统在未来的发展提供一定参考,从 而更好的加强空调使用的工作效率。
[关键词]暖通空调;自动控制系统;现状与发展趋势 文章编号:2095 -4085(2017)05 -0140 -02
暖通空调和自动控制体制的紧密融合,节省了 资源的使用数量,降低了人物能源的耗损,给大众带 来方便。
然而,因为暖通空调自动控制体制进步阶 段相对少,暖通空调和自动控制体制无法做到完整 的紧密融合,在现实使用中包含了许多不利因素,使 自动控制体制达不到预期存在的实际意义,因此大众 对暖通空调自动控制体制的现实使用存在很多争论。
1现阶段麵空调自动控制体制的状况1.1筹划工作者的专业素养不足
当前许多筹划工作者,在多种天气状况下对于 暖通空调体系的筹划表现出了一些思维不充足的现 象,无法完成预期的节能需要。
一部分工作者仅仅 思考冬季和夏季,无视另外两个季节的使用状况,没 做到重视一整年的调整现象。
暖通空调筹划工作者 对自动控制体制太过自负,无视自动控制体制数据建 设现象,减少了暖通空调自动控制体制具备的价值。
1.2体制启动管理工作者能力偏低
空调自动控制体制的启动管理是一种相对专业 的作业,不只需要管理工作者了解自动控制体制的 有关理论,同时还应该具备有关暖通空调专业理论 的知识。
现在许多管理工作者的技术水平达不到相 对应的专业能力,一些工作者仍旧原地止步在老旧 的管理思路上,对目前暖通空调自动控制体制的了 解相对较低,致使体制使用时达不到预期的成果。
1.3空调筹划工作者和自控体制工作者交流不够
就目前来看,即使在本科专业教程中设置了自 动控制类别的专业课程,然而由于大学本科的文化 和现实使用仍然存在很大差距,或是在现场作业之 中,对自动控制的了解太过于肤浅,因此让暖通空调 以及自动控制体制无法紧密融合。
目前参与暖通空 调自动控制体制筹划的工作者大多为电气专业人员,对暖通空调多种知识了解不充分、不彻底,以至于 一些人员不具备暖通空调专业的基本水平,致使自动 控制体制无法更好的给暖通空调带来便利,因此两方 不同专业的工作者无法展开准确的对接及交流。
2意见和方法
2.1提高空调筹划工作中自身的专业能力素养
暖通空调优秀的作用成果以及暖通空调的专业 筹划具备直接关系,因此暖通空调要求具备优秀的 专业能力技巧。
空调的筹划工作者在筹划进程中应 该联系空调使用的现实状况,例如建筑物的周边条 件以及运行环境,完全筹划到整年的运用情况,对各 个季节的特点展开专业的研究以及筹划,从而让暖 通空调达到预期的运行效果。
此外,增强对筹划工 作者的专业能力技巧培训,提高自动控制体制方面 的能力,改善工作者对暖通空调自动控制体制老旧 的思想认识。
2.2准确调节筹划任务,增强专业能力交流,完备
自动控制体制
在具体的任务分配方面,自动控制体制方面的 筹划需要由筹划部门引导,重点在于体制理论、重点 装备效用、控制系统、分配排置等方面。
承包商重点 是在筹划部门的需要下达成接线、施工以及调试等 作业。
而且筹划部门不仅需要具备专业的技术能 力,同时还需要专业的暖通空调技术能力,另外还可 以利用双方的无缝对接,做到双方真正完全的融合,以此让暖通空调自动控制体制达到预期的作用成效。
2.3提高数据重视程度
增强对使用管理以及数据解决方面的技能,管 理工作者的专业能力需要继续加强,引入高素养,专 业知识过硬的技能工作者,是暖通空调使用以及节 能的基本。
暖通空调的使用数据是举足轻重的,给
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