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.      

火灾作用下钢筋混凝土框架结构的损伤机制

基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架结构火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序,从而可以较为准确地模拟火灾下钢筋混凝土构件的截面温度场.基于塑性增量理论,对在恒定加载与标准升温耦合作用下的钢筋混凝土框架结构模型进行了非线性全过程分析.通过不同受火工况下的非线性全过程分析,揭示了钢筋混凝土框架结构在火灾高温和荷载共同作用下塑性铰的分布规律和结构损伤机制,分析了发生火灾的房间位置对框架结构破坏机制的影响,进而对发生火灾的最不利位置进行了探讨.分析结果表明,钢筋混凝土框架结构构件内力随受火温度升高不断重新分布,构件受热膨胀引起的约束内力与荷载内力叠加将导致其出现塑性铰;受火房间的位置对钢筋混凝土框架结构塑性铰的分布和破坏机制有明显影响,因此,结构抗火设计时应考虑受火房间的不利位置.     

意外火灾对预应力混凝土桥梁结构的损伤分析

结合工程实际,介绍了受火温度判定、火灾对混凝土材料的影响、火灾对结构受力的影响以及受损结构的修复等内容,对桥梁结构意外火灾的评价及鉴定,特别是预应力混凝土桥梁受火破坏的技术处理,具有借鉴意义。     

钢箱梁桥面沥青混合料燃烧温度荷载与效应分析

为研究在火灾作用下钢箱梁与桥面铺装结构热效应，建立了小尺度钢桥面燃烧试验台，获取了油料火灾作用下沥青铺装层的上表面、中部和下表面温度数据；针对上表面温度数据，拟合得到了一条基于燃烧试验数据的升温曲线，与ISO 834标准升温曲线进行对比，并对小尺度试验的温度场进行了数值模拟验证；建立了11.25 m×3.60 m的钢箱梁桥有限元模型，获取了桥梁在跨中、支座附近和全跨火灾工况下的应力和变形特征。研究结果表明:在试验拟合升温曲线的作用下，二维数值模拟试件的中部温度260.70 ℃和底部温度89.38 ℃与试验数据248.90 ℃和82.59 ℃相近，且升温趋势较一致，说明温度场数值模拟结果可靠；火灾荷载作用区域钢箱梁顶板温度下降最高可达60.91%，表明沥青混合料铺装层能在一定程度上阻挡温度传递；跨中、支座火灾工况下钢箱梁最大Mises应力均出现在火荷载向低温扩散传播的冷热交替区域；跨中火灾工况在火荷载区域出现上挠变形，而支座火灾工况分别在火荷载区域和跨中区域出现上挠和下挠变形；全跨火灾Mises应力分布较均匀，跨中下挠变形严重；3种火灾模式下，基于试验拟合升温曲线的应力和变形数据均滞后且低于ISO 834标准升温曲线。      

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。     

桩基托梁挡墙在高陡路基中的应用研究

结合苛临高速公路的设计项目和典型边坡工点的实际情况,根据目前桩基托梁挡土墙结构的计算方法,分析了工程概况及地质条件,支挡结构的选型、参数选取,以及托梁和桩内力的计算,给设计、施工和养护工作提供参考。     

预应力空心板火损结构分析与评估

某桥为6跨25 m预应力混凝土简支空心板梁桥,发生火灾后,经现场检测,发现板梁梁底火灾影响范围内混凝土剥落缺陷较为严重。依据现场检测结果及消防记录,对火灾导致的空心板温度场进行模拟分析,对火场温度及空心板表面最高温度进行了估计,分析了火灾对混凝土结构及预应力钢筋的损伤影响,对结构受火后的承载能力极限状态与正常使用极限状态进行了评估,从而对结构的火灾受损程度进行了综合评定,研究方法及成果可为类似火损桥梁结构评估分析提供参考。     

基于CA温度模型混凝土结构截面承载力研究

钢筋混凝土结构在火灾作用下,材料受到不同程度的损伤,,导致构件的承载力、可靠度不断降低。研究高温下的钢筋混凝土结构截面承载力有利于规避风险。通过建立元胞自动机温度扩散模型,了解温度场的分布,分析材料的损伤。本文通过三面受火梁以及四面受火柱,研究受火后正截面与斜截面的剩余承载力。通过与有限元计算比较,证明本文运用的剩余承载力计算模型的准确性。     

低承载力地层条件下高支挡结构桩基托梁式基础工程应用研究

低承载力地层条件下,高支挡结构采用桩基托梁式基础可较好解决地基承载力不足的问题。依托八盘岭隧道左线改建工程,对桩基托梁式挡墙设计过程进行了详细介绍,阐述其结构适用优越性及工程计算分析过程,为类似工程提供参考。     

隧道衬砌混凝土的热力耦合室内试验研究

为研究受火时间和粗骨料含量与隧道衬砌混凝土宏观损伤的关系，根据隧道衬砌实际受火特点，自主改良设计一套衬砌混凝土热力耦合试验装置，研究粗骨料含量为20%、30%和40%的混凝土试块在载荷比恒为28%且不同受火时间下的损伤规律.研究结果表明：无火灾发生时，衬砌混凝土受较小荷载作用下，表面无劣化现象，质量无明显变化，残余抗压强度增加；热力耦合作用下，随着火灾时间增加，受火0.5 h后，试块表面有少许微裂纹形成，1.0 h后表面出现较宽的裂缝，细小裂缝分布较多且部分裂缝相互交叉，受火达到2.0 h，试块底面损伤严重，可以看出火灾的发展时间和程度对衬砌结构的损伤至关重要；随着混凝土粗骨料含量的降低，混凝土内部温度传导速度减慢，相同位置处的温度值变小，其表观损伤显著增加，20%粗骨料含量下质量损失率可达8.14%，而40%粗骨料含量混凝土质量损失率仅为4.10%，强度相同时，高含量粗骨料混凝土的抗火性能更优.