高温后钢管高性能混凝土轴压短柱力学性能研究

通过48根高温冷却后钢管高性能混凝土(C80)短柱的试验研究,探讨了火灾温度、恒温持续时间、含钢率等因素对高温后钢管高性能混凝土短柱极限强度、峰值应变、平台强度等的影响,并对构件高温后的工作机理进行了较深入的分析。试验表明,随着火灾温度的升高和恒温时间的增加,高温后钢管高性能混凝土短柱极限承载力整体上呈降低趋势,且温度高于500℃后,其下降速度更快,而在其他条件相同时,高温后钢管高性能混凝土短柱的极限承载力随含钢率增加略有提高。根据试验结果,建立了高温后钢管高性能混凝土组合材料应力 应变关系曲线计算公式和极限强度、峰值应变、平台强度、极限承载力等经验计算公式,其计算结果与实测结果吻合较好。     

火灾下矩形钢筋混凝土梁柱温度场的CA模拟

建筑物遭受火灾高温作用时构件的承载力、耐久性会受到不同程度的损伤,使整个建筑结构的安全性降低。确定火灾下混凝土结构的温度场分布是进行火灾下力学性能分析的前提,而混凝土结构温度场一般不受其内力和变形状态影响,因此温度场分析可以先于结构分析独立进行。本文基于元胞自动机(Cellular Automata,CA)原理建立了火灾下钢筋混凝土热扩散的CA模型,并通过CA模型复原了传热过程。使用CA模型计算分析了失火混凝土梁柱试件三面受火的情况下横截面内温度分布场,并和现有试验结果进行了比较,两者吻合度较好,证实了CA模型在火灾下钢筋混凝土中温度场分析的可行性和有效性。运用CA模型对不同受火方式下的矩形钢筋混凝土梁柱温度场进行分析,得到钢筋混凝土梁柱截面内的温度损伤与受火方式及受火时间密切相关。四面受火时,温度损伤最为严重,且靠受火面越近升温速度越快。     

圆钢管混凝土结构受力性能与设计方法研究

以常温和高温(火灾)下圆钢管混凝土结构受力性能为研究对象,进行常温和高温下混凝土多轴强度准则和本构关系、常温和高温下圆钢管混凝土轴压短柱的受力机理、常温下钢管混凝土偏压柱受力性能、常温下钢管混凝土试件受力性能试验、以及常温和高温(火灾)下钢管混凝土结构非线性有     

含水量对隧道衬砌混凝土耐火性能影响试验研究

火灾对特长公路隧道衬砌混凝土产生不同程度的损伤,含水量对隧道衬砌混凝土的耐火性能影响较大。对3种不同含水量的混凝土标准试块分别在不同的温度条件下(200,400,600,800,1 000℃)恒温加热5 h后静置冷却,测量其残余抗压强度和劈裂抗拉强度,并与常温下试块的强度进行比较。研究结果表明:高温下混凝土试块爆裂的频率和损伤程度随含水量的升高而加大,混凝土中水分加剧了混凝土耐火性能的劣化;C25混凝土发生爆裂的温度范围为500～600℃,爆裂的临界含水量为6%～8%。此结果可为火灾后隧道衬砌结构的鉴定、修复与补救提供参考。     

火灾下钢筋混凝土板的温度场分析

研究了火灾下钢筋混凝土板内的温度场的分布,根据热力学原理,采用傅里叶变换法,在适当的简化假定之后,推导出求解火灾下钢筋混凝土板内温度场的计算公式,并编制了计算程序。将程序计算结果和试验数据进行了对比,两者吻合较好,表明方法具有较高的精度。通过该程序的计算可方便地绘制钢筋混凝土板内的温升曲线,并可为进一步开展高温下钢筋混凝土板的受力性能分析提供依据。     

高温下钢管混凝土温度场的非线性有限元分析

在高温下,材料的热工性能随温度变化而变化,为了对钢管混凝土耐火性能进行理论分析,了解高温下钢管混凝土的承载力及变形变化规律,首先必须分析钢管混凝土的温度场.高温下混凝土中的自由水汽化、水化物和凝胶等发生分解,这些物理化学反应将吸收热能,从而造成温度滞后.在合理地确定了火灾情况下钢管混凝土柱受火模型的基础上,应用有限元程序ANSYS,假定钢管和混凝土完全接触,采用增大混凝土比热的办法考虑温度滞后的现象,可以较准确计算四面均匀受火下钢管混凝土柱的温度场.其研究工作有助于进一步深入认识钢管混凝土柱在高温下的力学性能和耐火极限.     

混杂纤维混凝土耐高温性能试验研究

采用液化石油气燃烧模拟火灾,对混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)混凝土高温力学性能及抗爆裂性能进行了研究.试验结果表明,混杂纤维的掺入对改善混凝土的耐火性能起着显著的功效,提高了混凝土火损试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度.在高温下,混杂纤维能有效地阻止混凝土产生爆裂,并能较好地保持混凝土的完整性.     

桥梁结构极限承载力分析的截面内力塑性系数法

基于U.L列式单元增量平衡方程，提出了一种建立钢筋混凝土梁单元弹塑性刚度矩阵的新方法-单元节点截面内力塑性系数法，并编制了相应的计算程序。用该方法计算了两个大型单拱面预应力混凝土系杆拱桥模型。结果表明，理论计算结构极限承载力与试验结果良好接近。     

基于进化神经网络的超声回弹综合法火灾后混凝土强度的评定

基于火灾高温后混凝土强度的评定是判断火灾后建筑结构损伤程度、剩余承载力的重要依据,设计了一个进化神经网络模型,用遗传进化算法优化RBF网络的连接权和网络结构,并将其应用于火灾后混凝土抗压强度的评定,给出了混凝土强度测试的实验方法。研究结果表明,所提出的进化神经网络比回归计算方法具有更高的识别精度和较强的实用性。     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

智轨电车高温适应性设计与应用

针对智轨电车在高温地区的市场需求,分析了高温运用环境的特点及标准定义,对智轨电车进行高温环境条件下的适应性设计及改造,并在卡塔尔高温地区开展了智轨电车整车试验,对其整车能耗、空调性能及设备温升等进行了验证.试验结果表明该智轨电车高温适应性设计满足运用要求.     

酉水大桥大跨度连续箱梁桥斜交高墩日照温度效应分析

以湖南省张花高速公路酉水大桥(80+145+80)m大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,介绍斜交高墩日照温度效应的影响因素及有限元分析方法。运用ANSYS有限元分析软件,建立酉水大桥斜交高墩热效应分析模型,以现场实验数据为依据,分析桥墩在日照温度场作用下结构的温度场、温度应力分布特征;在得出桥墩温度应力分析方法的基础上,对桥墩施加结构荷载及边界条件,计算桥墩综合因素作用下的受力特征,并研究温度效应对桥墩受力的影响程度。最后计算温度效应对桥墩支座反力的影响,给出因支座反力变化对上部结构产生的扭矩。     

高速铁路轨温、梁温和环境温度的研究

实时掌握轨温和梁温对高速铁路桥上无缝线路稳定性的影响至关重要,然而高速铁路运营期间,线路管理部门无法人工实时对轨温进行测量。针对该问题,本文介绍一种对轨温、梁温和环境温度进行长期实时监测的方法,并通过一年的监测数据详细分析轨温、梁温和环境温度三者的关系:每天最值大小的关系;每天最值出现时刻的关系;温度差值的关系及相关性分析。分析结果对保障桥上无缝线路的安全和提高维修养护水平具有一定意义。     

高性能复合砂浆高温后的抗压强度试验研究

高性能复合砂浆钢筋网加固RC构件是一种新型的加固方法,该方法采用的高性能复合砂浆(简称HPCM)为无机材料,为研究其高温性能,对HPCM立方体试块在经历20~1000℃范围内的高温作用后进行抗压强度试验,探讨了高温后HPCM抗压强度的变化规律,并与普通水泥砂浆进行对比分析。研究结果表明:HPCM高温后抗压强度的衰减规律与普通水泥砂浆的相似,但是其残余强度较普通水泥砂浆的高。通过对试验数据的回归分析,提出了高温后HPCM抗压强度的计算公式,其计算值与试验值较吻合。最后分析了聚丙烯纤维对减小高温后HPCM抗压强度损失和缓解高温爆裂现象等方面的作用。     

桥式制动电阻温度监控装置的研制

分析了目前几种常用制动电阻温度检测方法的缺陷,在此基础上提出一种利用不同材料之间的温度-电阻特性差异而设计的桥式制动电阻温度监控方式,并提供了装置的结构设计和温度计算方法。     

复合轨枕有砟轨道温度 适应性试验研究

针对复合轨枕线膨胀系数较大的特点,在步入式高低温室内铺设复合轨枕有砟轨道实尺模型,对轨道施加温度荷载,研究其温度适应性。试验中测试了不同温度下的轨距、轨枕长度变化量、钢轨和轨枕的温度。研究结果表明:复合轨枕随温度变化热胀冷缩现象明显,进而引起轨距变化,环境温度变化10℃,复合轨枕有砟轨道轨距变化约0.78～0.81 mm。建议复合轨枕有砟轨道最好铺设在较恒温地区,如隧道内;若在高速铁路中铺设,复合轨枕年温差最大应不超过50℃,同时要注意控制铺枕温度。本文的研究可为复合轨枕的进一步推广提供技术指导。     

用高温超导线圈和常导线圈构成的混合式电磁悬浮系统

常导电磁吸力悬浮系统悬浮气隙小、悬浮功率大,电动斥力悬浮系统不能实现静止悬浮、磁场污染大。由于受电流变化率限制,单独采用高温超导线圈构成的电磁吸力悬浮系统不能实现稳定悬浮。经分析比较,提出了一种用高温超导线圈和常导线圈构成的混合式电磁吸力型悬浮系统方案。采用这种混合式悬浮方案可增大悬浮气隙、实现稳态"零"功率悬浮、减轻车体重量、降低制冷费用、且无磁场污染。     

恒高温下混凝土及钢管混凝土受压力学性能研究

对国内进行的恒高温下C20-C80强度等级的混凝土单轴受压力学性能的试验资料进行了重分析,提出了恒高温下C20-C80强度等级混凝土轴心抗压强度、受压弹性模量、受压峰值应变等力学性能指标统一计算公式和混凝土轴心受压应力-应变全曲线计算公式。并进一步建议了恒高温下钢材的多轴弹塑性本构模型和混凝土轴对称三轴受压本拘模型,应用连续介质力学建立高温下钢管混凝土同时受压的同心圆柱体计算模型,采用弹塑性全过程分析理论,编制相应的计算程序,对恒高温下钢管混凝土轴压短柱受力性能进行全过程分析,计算结果与试验结果符合较好。     

高温后中空夹层钢管混凝土柱轴压性能研究

为了分析高温后中空夹层钢管混凝土（简称CFDST）构件轴心受压力学性能,在试验验证的基础上,采用数值模拟的方法对高温后的轴压工作机理进行剖析,探讨温度、空心率、名义含钢率、内外钢管屈服强度及混凝土抗压强度对CFDST力学性能的影响。研究结果表明：随着构件曾经历温度的升高,极限承载力呈下降趋势;外钢管屈服强度对CFDST构件极限承载力的提高有显著影响,混凝土强度对提高常温阶段构件的极限承载力影响较大,但随着温度的升高,影响逐渐降低,空心率、内钢管的屈服强度对高温后CFDST构件极限承载力影响很小。