真实非均匀受火边界下STRC柱的温度分布及材料性能退化分析

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作者 万鹏程 顾澔安 +1 位作者 杨冬冬 王琨 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期8-21,共14页

为揭示真实火灾边界下钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete,STRC)柱的耐火性能,采用ABAQUS软件对考虑墙体影响的非均匀受火边界下方形STRC柱的温度场进行分析,获取了受火边界、墙体、柱截面尺寸、墙体导热系数和厚度等... 为揭示真实火灾边界下钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete,STRC)柱的耐火性能,采用ABAQUS软件对考虑墙体影响的非均匀受火边界下方形STRC柱的温度场进行分析,获取了受火边界、墙体、柱截面尺寸、墙体导热系数和厚度等参数下受火柱的温度分布、钢材和混凝土的等效强度折减和弹性模量折减情况。结果表明:相较于无墙体受火边界,真实火灾边界下方形STRC柱的温度分布更不均匀,但等效强度折减系数总体上更高;非均匀受火柱的混凝土平均温度和钢管平均温度均低于四面受火柱,且受火面越少,构件整体温度越低,等效强度越高;构件整体温度和等效强度折减程度随柱截面尺寸、墙体厚度的增大和材料导热系数的减小而降低。 展开更多

关键词 钢管约束钢筋混凝土柱 真实非均匀受火边界 温度场 有限元分析

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非均匀受火下约束型钢混凝土柱力学性能研究 被引量：4

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作者 李俊华 钱钦 +1 位作者 章子华 郑荣跃 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期57-68,77,共13页

为了解不同受火条件下型钢混凝土柱截面温度场,同时考察受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比等参数对型钢混凝土柱抗火性能的影响,进行了14个包括四面、三面、相对两面、相邻两面、单面受火条件下轴向约束型钢混凝土柱的抗火... 为了解不同受火条件下型钢混凝土柱截面温度场,同时考察受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比等参数对型钢混凝土柱抗火性能的影响,进行了14个包括四面、三面、相对两面、相邻两面、单面受火条件下轴向约束型钢混凝土柱的抗火性能试验。试验结果表明:受火面数量、受火方位对型钢混凝土柱截面温度分布有显著影响,升温时间相同时,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火试件截面相同位置处所经历的最高温度依此降低;距试件表面距离相同时,型钢翼缘外侧受火面温度比型钢腹板外侧受火面温度略高。受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比对升降温全过程下型钢混凝土柱轴向变形和轴力发展有显著影响,试件受热膨胀变形和降温压缩变形随受火面数的增多而增大;轴向膨胀变形随火灾荷载比的增大而减小,随荷载偏心率的增大而增大;荷载比越大,试件由轴向拉伸状态转为轴向压缩状态的时间越短,压缩程度越高。定义试验实测轴力与初始施加轴力的比值为轴力变化系数,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火时,试件升降温后期的轴力变化系数依此递减,轴力变化系数峰值随荷载偏心率和轴向约束刚度比的增大而增大,随火灾荷载比的增大而减小。 展开更多

关键词 型钢混凝土柱 非均匀受火 约束 抗火性能

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钢管混凝土叠合柱非均匀受火性能研究 被引量：7

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作者 徐蕾 王明涛 王文达 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期263-269,共7页

以往对柱构件抗火性能的研究都是以四面均匀受火为前提的,但工程实际中还可能会遇到单面、两面、三面等非均匀火灾。因此,针对钢管混凝土叠合柱在非均匀受火条件下的性能展开了系统的研究。首先选取了高温下钢材和混凝土合理的热工参数... 以往对柱构件抗火性能的研究都是以四面均匀受火为前提的,但工程实际中还可能会遇到单面、两面、三面等非均匀火灾。因此,针对钢管混凝土叠合柱在非均匀受火条件下的性能展开了系统的研究。首先选取了高温下钢材和混凝土合理的热工参数、热力学本构模型,然后借助ABAQUS有限元分析软件,分别建立了钢管混凝土叠合柱的热分析模型和力学分析模型,并用已有试验数据进行了验证,二者吻合良好。最后对非均匀受火条件下钢管混凝土叠合柱的温度分布、破坏形态、内力变化以及钢管与内外混凝土的相互作用等进行了深入细致的分析,为揭示其在非均匀受火条件下高温破坏的内在机理及合理设计该类构件提供参考。 展开更多

关键词 非均匀受火 钢管混凝土叠合柱 温度场 力学性能 数值模拟

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内配型钢方钢管混凝土柱非均匀受火的耐火性能 被引量：2

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作者 韩祎 毛文婧 王文达 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期149-157,共9页

在实际工程中,由于柱所处位置的不同,会形成单面受火、相对或相邻两面受火和三面受火等非均匀的受火边界条件。采用ABAQUS软件,计算了内配型钢方钢管混凝土柱非均匀受火时的温度场和耐火极限,发现非均匀受火时由于温度场分布的不均匀将... 在实际工程中,由于柱所处位置的不同,会形成单面受火、相对或相邻两面受火和三面受火等非均匀的受火边界条件。采用ABAQUS软件,计算了内配型钢方钢管混凝土柱非均匀受火时的温度场和耐火极限,发现非均匀受火时由于温度场分布的不均匀将会产生附加偏心距和附加挠度,其受火性能有别于均匀受火;同时,还计算了构件跨中接触应力和参数的变化。结果表明,柱的截面尺寸和细长比对柱的非均匀火承火能力影响较为显著。 展开更多

关键词 内配型钢方钢管混凝土 非均匀受火 数值模拟 ABAQUS 承载力影响系数

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火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能影响的研究现状 被引量：2

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作者 潘锦旭 张盛亚 王培军 《建筑钢结构进展》 2011年第4期24-30,56,共8页

本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱抗火性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙... 本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱抗火性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙保护,非4面受火;钢柱仅部分截面采用防火保护;受洞口非均匀火灾影响的建筑外框架柱;钢柱防火保护层不均匀或局部破损等。截面温度不均匀对钢柱抗火性能的影响包括:截面产生附加应力,使钢柱临界温度降低;钢柱截面不对称,发生弯扭破坏;钢柱产生热弯曲,以及破坏时可能出现的反向弯曲等。并对需要进一步研究的问题给出了建议。 展开更多

关键词 非均匀受火 温度场分布 框架柱 抗火性能

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非均匀受火的方钢管混凝土柱耐火性能分析 被引量：1

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作者 杨帆 《甘肃科技》 2019年第11期86-87,92,共3页

通过选取合理钢材和混凝土热工参数及高温本构模型,基于有限元软件ABAQUS建立了非均匀受火的方钢管混凝土柱耐火性能有限元模型。结果表明升温特性及耐火极限与火灾试验结果吻合较好,验证了模型的正确性,表明该建模方法能够较好的模型... 通过选取合理钢材和混凝土热工参数及高温本构模型,基于有限元软件ABAQUS建立了非均匀受火的方钢管混凝土柱耐火性能有限元模型。结果表明升温特性及耐火极限与火灾试验结果吻合较好,验证了模型的正确性,表明该建模方法能够较好的模型钢管混凝土柱的耐火极限,可为该类构件抗火性能分析提供参考。 展开更多

关键词 钢管混凝土柱 ABAQUS 温度场 耐火性能 非均匀受火

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非均匀火灾作用下方形钢管混凝土短柱剩余承载力研究 被引量：3

7

作者 焦东 《火灾科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期168-174,共7页

为研究非均匀火灾作用下方形钢管混凝土短柱剩余承载力,在合理采用钢材和混凝土本构关系的前提下,基于ABAQUS建立了火灾后钢管混凝土柱相继热力耦合分析模型,并依据试验数据验证模型有效性。在此基础上进行了单面、相对两面受火状态下... 为研究非均匀火灾作用下方形钢管混凝土短柱剩余承载力,在合理采用钢材和混凝土本构关系的前提下,基于ABAQUS建立了火灾后钢管混凝土柱相继热力耦合分析模型,并依据试验数据验证模型有效性。在此基础上进行了单面、相对两面受火状态下方形钢管混凝土短柱的轴压工作机理分析和参数分析,结果表明:受火方式对构件温度场及受力机理影响较大;受火时间、截面边长、防火保护层厚度是构件非均匀受火后剩余承载力的主要影响参数。在工程常用范围内,回归了两种受火方式下方钢管轴压短柱剩余承载力影响系数计算公式,可为该类构件在火灾后的修复提供参考。 展开更多

关键词 钢管混凝土 短柱 非均匀受火 剩余承载力

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非均匀火灾作用下T形薄壁钢管混凝土柱耐火极限 被引量：2

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作者 吕学涛 米振伟 +1 位作者 王微微 任卿举 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第2期365-370,共6页

运用有限元软件ABAQUS模拟T形带肋薄壁钢管混凝土柱在非均匀受火全过程下的耐火极限,分析了不同受火方式下构件内部温度场和应力场的变化规律及联系,同时探讨加劲肋对二者产生的影响,在此基础之上分析载荷比、载荷偏心率、截面尺寸、计... 运用有限元软件ABAQUS模拟T形带肋薄壁钢管混凝土柱在非均匀受火全过程下的耐火极限,分析了不同受火方式下构件内部温度场和应力场的变化规律及联系,同时探讨加劲肋对二者产生的影响,在此基础之上分析载荷比、载荷偏心率、截面尺寸、计算长度、等因素对耐火极限的影响规律.研究结果表明:受火方式是构件耐火极限的决定因素;加劲肋间距对构件耐火性能影响较小;在不同受火方式下,计算长度、载荷比对耐火极限影响较大;偏心载荷对耐火极限影响复杂,偏向低温区可提高耐火极限. 展开更多

关键词 非均匀受火 有限元分析 T形薄壁钢管混凝土柱 加劲肋 耐火极限 温度场

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三面受火的方钢管混凝土柱火灾全过程力学性能分析 被引量：4

9

作者 肖会霞 王景玄 王文达 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期100-105,共6页

为系统研究非均匀受火时钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取不同阶段钢材和混凝土的热力本构模型的前提下,基于ABAQUS有限元平台,建立方形截面钢管混凝土柱三面受火数值模型。对经历常温加载、升温、降温以及火灾后等不同阶段的钢管... 为系统研究非均匀受火时钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取不同阶段钢材和混凝土的热力本构模型的前提下,基于ABAQUS有限元平台,建立方形截面钢管混凝土柱三面受火数值模型。对经历常温加载、升温、降温以及火灾后等不同阶段的钢管混凝土柱力学性能进行初步分析,并与已有的试验进行对比验证;同时,分析了升温时间比t0、保护层厚度a、火灾荷载比n及长细比λ等参数对构件受火性能的影响。结果表明,三面受火时,钢管混凝土柱的破坏形式与均匀受火时有明显差异,因为柱截面温度的不均匀分布会使其产生附加偏心距,发生失稳破坏;三面受火后,钢管混凝土柱的极限承载力和延性均有不同程度的降低;长细比及升温时间比对三面受火时的方钢管混凝土柱力学性能影响较为明显,承载力和延性有明显的下降。 展开更多

关键词 钢管混凝土(CFST)柱 火灾全过程 非均匀受火 力学性能 数值模拟

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装配式多腔钢管混凝土异形柱耐火性能分析

10

作者 阚玉婷 《河南科技》 2024年第23期64-68,共5页

【目的】随着我国装配式建筑结构的推进,多腔钢管混凝土柱在新型钢框架建筑结构体系中得到应用和发展,有必要对多腔钢管混凝土异形柱的耐火性能进行研究。【方法】采用ABAQUS软件建立组合柱受火的有限元模型,验证其准确性,并分析T形和L... 【目的】随着我国装配式建筑结构的推进,多腔钢管混凝土柱在新型钢框架建筑结构体系中得到应用和发展,有必要对多腔钢管混凝土异形柱的耐火性能进行研究。【方法】采用ABAQUS软件建立组合柱受火的有限元模型,验证其准确性,并分析T形和L形组合柱在两种受火工况下的耐火性能,包括温度发展、耐火极限、内力发展及破坏模式。【结果】组合柱的截面形状和受火条件对其截面温度分布影响显著,当受火面减少一半时,T形和L形柱的耐火极限分别提升240.5%和95.8%。【结论】均匀受火条件下T形和L形组合柱的耐火极限相近,而非均匀受火条件下截面形状对柱的耐火性能影响明显,T形柱的耐火极限较L形柱高44.2%。 展开更多

关键词 多腔钢管混凝土 非均匀受火 有限元分析 耐火性能

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非均匀火灾作用下方钢管混凝土柱受力机理研究 被引量：43

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作者 吕学涛 杨华 张素梅 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期35-44,共10页

对单面、相对两面、三面及四面火灾作用下方钢管混凝土柱截面的典型温度场及其分布规律进行分析,研究方钢管混凝土柱轴向/侧向变形-时间关系曲线,得到不同受火条件对方钢管混凝土柱抗火性能的影响规律。结果表明,相对两面和四面受火的... 对单面、相对两面、三面及四面火灾作用下方钢管混凝土柱截面的典型温度场及其分布规律进行分析,研究方钢管混凝土柱轴向/侧向变形-时间关系曲线,得到不同受火条件对方钢管混凝土柱抗火性能的影响规律。结果表明,相对两面和四面受火的柱截面温度场双轴对称,因而截面材料强度场、温度应变、温度应力也呈双轴对称分布,柱受力机理与常温情况下类似;对于单面和三面受火情况,由于柱截面温度场单轴对称,使得柱受力模式与常温情况不同,受火过程中柱先弯向受火侧,然后弯向背火侧。与温度梯度产生的非均匀的温度变形和材料强度偏心相比,受火面的多少在更大程度上决定了试件的抗火性能,即在绝大多数情况下,四面受火、三面受火、相对两面受火及单面受火的方钢管混凝土柱的耐火极限依次增大。但在某些特殊情况(如长细比λ<30)下,三面受火的方钢管混凝土柱的耐火极限可能小于其四面受火情况,此时如按四面受火对方钢管混凝土柱进行抗火设计,将存在安全隐患。 展开更多

关键词 方钢管混凝土柱 非均匀受火 有限元分析 耐火极限 温度场 抗火性能

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