混凝土的温度时效研究

混凝土结构在遭受火灾作用后,在决定修复受损结构之前,必须估算结构的残余承载能力,这需要了解结构在高温作用后的性能,对相同配合比的混凝土试件在温度作用后的力学性能进行了初步的试验研究,包括抗压强度和横纵向应变,并分析了其变化规律,为高温后混凝土的温度时效研究提供了参考。     

钢纤维掺量对混凝土高温力学性能的影响

利用订制的可实现程序控温的高温试验系统,按国际标准火灾曲线ISO-834对钢纤维混凝土试块进行了高温试验。探讨了钢纤维混凝土高温后抗压强度、抗拉强度随温度变化的规律,研究了钢纤维混凝土在高温后的力学特性。试验表明,钢纤维掺量越高,高温后混凝土性能提高越大;在各种不同温度级别的高温作用下,钢纤维的掺入均可较大幅度提高混凝土残余抗拉强度;而对混凝土高温后残余抗压强度,只有在500℃以上时,钢纤维才有较大贡献。     

不同温度作用下混凝土力学损伤试验研究

通过对4个温度(25、200、400、600℃)下的混凝土进行力学性能和声波试验,研究不同温度作用对混凝土结构的影响。结果表明：随着温度升高,混凝土的峰值强度及波速均降低;内部损伤逐渐增大,在600℃高温作用下,混凝土的内部损伤已经明显发展到外部。     

基于抗高温的纤维混凝土强度特性研究

为了研究纤维混凝土经高温作用后的力学性能,通过试验研究了温度对聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并与素混凝土作对比。试验结果表明,随温度的升高,混凝土强度逐渐降低,强度损失率逐渐增大,其中当温度超过600℃时强度损失率大幅增加;各温度下,钢纤维混凝土的强度远大于聚丙烯纤维混凝土,其对混凝土强度的改善作用显著,而聚丙烯纤维混凝土的强度虽然大于素混凝土,但当温度超过600℃后两者相差不大,此时聚丙烯纤维对混凝土强度的改善作用很小。     

喀兰古大桥0#段温度场及温度效应分析

为分析高温差地区混凝土箱梁的温度场及温度效应,利用ANSYS通用有限元软件,建立了喀兰古大桥0#段有限元模型,分析了0#段在竖向温度梯度模式下的温度场分布规律及其温度效应。结果表明：箱梁结构内由于温度作用产生了较大的应力和位移,因此在高温差地区,该类结构在设计、施工时应考虑温度作用对结构产生的影响。     

新铺沥青混凝土降温规律实测与分析

为研究沥青路面铣刨重铺工程开放交通前新铺沥青混凝土的降温规律,依托江苏省高速公路沥青路面养护维修工程,在沥青混凝土中预埋温度传感器,通过无纸化温度记录仪自动记录各传感器的温度数据,并对所测数据进行分析,研究表明:不同气温条件下,新铺沥青混凝土的表面温度与内部温度存在明显差异。气温接近40℃时,新铺沥青混凝土表面温度与内部温度区别较小,当气温降低时,两者区别变大,气温越低,两者温差越大;连续施工的多层铣刨重铺沥青混凝土,上层结构摊铺后对下层结构有加热作用,上层温度与空气直接接触,降温速率更快,而下层结构在较长时间段内保持着高温状态; 24 h内,新铺沥青混凝土内部温度变化幅度明显小于环境温度,且温度变化时间相对环境温度略有滞后;规范将路表温度降至50℃作为新铺沥青混凝土开放交通的统一标准并不可靠,需要依据施工气候条件及养护方案提出更加合理的开放交通时机。     

ANSYS在圆钢管混凝土柱温度场分析中的应用

钢管混凝土结构是介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的一种新型结构。它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约,弥补两种材料各自的缺点,充分发挥二者的优点。使这种结构不仅具备优越的力学特性,也具有较好的耐火性能。钢管混凝土构件在高温（火灾）作用下,承载能力随温度的升高而下降。为确定钢管混凝土结构的耐火性能,必须确定高温（火灾）作用下钢管混凝土的温度场。利用ANSYS建立求解钢管混凝土温度场的有限元模型。模型理论分析结果与试验结果符合较好。     

高温后普通防水混凝土的性能研究

对高温后普通防水混凝土的主要性能进行了试验研究，指出了普通防水混凝土的抗渗性，强度随温度变化的规律，并分析了其中内存原因。     

混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层温度应力分析

为了探求混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层在温度变化条件下引起开裂的破坏机理,采用现场监测与理论仿真模拟相结合的手段研究了沥青混凝土铺装层在低温、高温季节,以及夏季阵雨引起大幅降温等情况下的温度场分布及引起的温度应力,并与车辆荷栽作用下的沥青混凝土铺装层力学响应进行了对比分析．计算结果表明,沥青混凝土铺装层在大幅降温条件下产生的拉应力要明显大于日变化条件下的计算结果;由实测温度场得到的拉应力峰值出现在沥青混凝土铺装层表面;大幅降温引起的铺装层拉应力要大于车载作用下的计算结果;在沥青混凝土铺装层的设计中要重点考虑温度荷载的作用．     

高温后混凝土强度变化试验研究

为了研究高温后混凝土强度变化规律,制作标准混凝土立方体试块,对试块加热到不同温度,空气中冷却后观察试块表观现象,然后进行加载试验,测试试块抗压强度.通过对比不同温度工况下混凝土试块的表观现象和抗压强度,发现高温会使试块颜色变白并且促使表面龟裂纹的产生和拓展.当温度处于200~300℃时,试块的抗压强度无明显变化,300℃后抗压强度逐渐降低,且温度越高下降得越快,当温度达800℃时抗压强度下降到常温时的30%.与常温相比,高温后试块轴心抗压破坏形态变化较大,"四角锥"现象不明显,随着受热温度的升高,劈落的碎块由整块剥落向粉碎性剥落过渡.     

火灾后桥梁结构的损伤检测及安全性评估

通过对南京长江大桥火灾现场调查和造成的桥梁损伤的检测,分析了钢筋和混凝土构件损伤情况,估计了火灾现场、火灾温度。根据相关资料和荷载试验对桥梁安全状态进行了评估,为桥梁的修复、加固提供依据。     

钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析

为提供钢筋混凝土梁托柱转换结构的防火设计依据,根据结构的受力特点,设计了两种足尺梁托柱节点单元试件,对两种节点单元试件进行了热力耦合作用下的耐火性能试验;采用有限元分析软件进行数值计算,分析了火灾下钢筋混凝土梁托柱节点单元的热力耦合耐火极限,得出各参数变化对梁托柱节点单元耐火极限变化规律. 分析结果表明:升温曲线及最高温度对节点单元的耐火极限影响较大;荷载比为0.6的节点单元比荷载比为0.4节点单元耐火极限小;节点单元托梁纵向受拉钢筋的保护层厚度不同,其耐火极限从大到小为保护层厚度50 mm、保护层厚度40 mm、保护层厚度25 mm;转换托梁中受托柱处附加吊筋的设置可有效提高节点单元的耐火极限,并起到避免发生突然破坏的作用;节点单元托梁四面受火的耐火极限小于三面受火的耐火极限;在相同荷载比及相同受火工况作用下,两种钢筋混凝土梁托柱节点单元的耐火极限和破坏特点不同.      

预应力外包钢混凝土矩型梁抗弯承载力计算公式

外包钢混凝土结构具有构造简单、连接方便、使用灵活、承载力高及延性好等优点,但作为受弯构件,其抗裂性能及抗弯刚度等优势不是很明显。对其施加预应力,形成预应力外包钢混凝土结构,可以进一步提高构件的承载能力,增加其抗弯刚度,提高其抗裂性能,增加其耐久性。分析预应力外包钢混凝土矩型受弯构件结构及受力特点,以外包钢屈服、受压混凝土是否达到极限应变值及预应力钢筋是否屈服为条件,将预应力外包钢混凝土受弯构件的破坏模式归纳为四种,给出其相应抗弯承载力理论计算公式。     

公路盖板涵洞混凝土火灾损伤特征分析

国道主干线南昌绕城公路乐化至温家圳段一盖板涵洞混凝土的火灾持续时间约10h．最高温度近1000℃．混凝土的损伤是不均匀的,根据残留受火混凝土的颜色、裂隙发育特征及疏松程度,将其损伤程度划分为轻度损伤、中等损伤、严重损伤和破坏4个等级,依此判别其残余强度．混凝土的局部损伤特征受火灾发生时的火源、燃料供给、受火区段的地形、通风等因素的影响．     

公路隧道衬砌火灾后力学行为分析

公路隧道发生火灾后,衬砌结构将发生物理与力学性能的改变,如厚度变薄和弹模降低等。首先分析混凝土构件在火灾后的损伤机理、力学特性和耐火性能,然后根据混凝土火损等级,进一步研究衬砌结构厚度与弹性模量的变化对衬砌结构体系的影响。采用荷载-结构法分析超高次公路隧道结构体系在火损后的力学行为,探寻其残余承载能力及内力与变形规律,找出特征破坏点与破坏机制。     

盾构隧道斜螺栓接头受力性能与火灾下温度分布规律

利用有限元计算软件ABAQUS建立了环向复合管片与环向斜螺栓接头的三维实体模型; 考虑复合管片材料的非线性, 采用弹塑性本构模型, 分析了环向斜螺栓接头在常温下的力学特性; 根据HC升温曲线, 分析了接头模型的传热特性, 研究了复合管片衬砌和环向斜螺栓接头在火灾下的温度分布规律。分析结果表明: 采用高强螺栓能够有效减小接头张开量, 增大接头刚度; 在采用高强螺栓的情况下, 斜螺栓最大轴应力易在初始阶段达到屈服, 屈服后接头弯矩和轴力的增大对斜螺栓的应力影响并不大, 但对斜螺栓变形影响较大, 当接头负弯矩从7 kN·m增加到122 kN·m, 接头轴力从368kN增加到734 kN时, 斜螺栓最大应变增加1.6倍, 当接头正弯矩从53 kN·m增加到182 kN·m, 接头轴力从903kN增加到1 056 kN时, 斜螺栓最大应变增加5.9倍; 常温下接缝附近斜螺栓的轴应力呈现反对称分布, 除接缝外其他部位斜螺栓的轴应力基本相等, 约为400MPa, 接缝处轴应力绝对值最大值可达700 MPa; 火灾情况下手孔处温度上升最快且达到的温度最高, 80 min时即可达到1 000 ℃, 接缝处混凝土在100min后达到稳定温度, 螺母处混凝土在150 min后达到稳定温度, 稳定温度均为1 000 ℃左右。      

先张法预应力空心板梁火灾仿真分析与评估

以江苏省内某高速公路先张法预应力空心板桥的突发性火灾为研究对象,阐述了火灾高温对混凝土、钢筋以及钢铰线力学指标的影响,总结了火灾现场温度的判定方法,提出了桥梁火灾仿真分析与评估的实施步骤.通过火灾燃烧物性质的分析,选择EUROCODE烃类火灾升温曲线进行温度场有限元分析,结合火灾后材料性能的变化对板梁火损状况进行综合评估,最后提出了维修加固建议.     

高等级公路沥青混合料组成设计

指出铺筑沥青混凝土时的混合料组成设计应从以下几个方面考虑 ,即高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲劳性和工作度