火灾中考虑应力历史和瞬态热应变的混凝土模型

提出了一种在火灾和荷载共同作用下考虑应力历史和瞬态热应变的混凝土模型.该模型为基于欧洲混凝土抗火规范EC2混凝土模型的修正, 并相应中国国内常用的混凝土材料对模型的参数进行了校正.运用Fortran语言对该模型编译,嵌入结构抗火专用软件SAFIR中.分别采用提出的模型和EC2混凝土模型,对一混凝土柱受火时的截面应力分布进行了分析和比较,发现提出的混凝土模型更接近于真实情况.     

钢筋混凝土框架结构火灾反应分析

在钢筋混凝土框架模拟火灾试验和混凝土高温上本构关系试验基础上，根据不稳定抛弃讯理论和非线性直接刚度法，对钢筋混凝土框架在火灾进程中的温度反应和结构反应进行了非线性有限元分析。其中，考虑了钢筋的存在对温度分布的影响以及混凝土和钢筋在高温下的卸载规律对结构内力重分布所起的重要作用和高温瞬时徐主的影响。     

正交各向异性钢筋混凝土板的应力及应变分析

为了研究正交各向异性材料的应力、应变及弹性模量等力学参数,本文从材料的物理力学特性出发,推导了正交各向异性材料的弹性本构方程。用有限元分析软件模拟得到了正交各向异性钢筋混凝土板在自重与受荷作用下的应力、应变及板中挠度值。对比分析了视钢筋混凝土板为各向同性时的应力及应变情况。发现2种情况下的应力、应变及板中挠度值与实验数据均较接近,因此,本文的有限元分析方法是可行性的。由于2种情况下模拟结果相近,因此可视正交各向异性材料为各向同性进行分析,以简化分析过程。     

火灾后四边简支钢筋混凝土板刚度与挠度试验研究及分析

为研究钢筋混凝土双向板在遭受火灾作用后的承载能力及挠度发展规律,对配筋率及受火时间不同的火灾后钢筋混凝土双向板承载能力进行研究。结果表明：火灾作用后,双向板在荷载作用下无混凝土开裂前的弹性阶段,而是直接进入带裂缝工作阶段,且只存在钢筋屈服前的带裂缝工作阶段和钢筋屈服后的破坏阶段;配筋率高的双向板挠度发展较为缓慢,具有更好的抵抗变形的能力,提高配筋率可使得双向板的抗弯刚度增加;随着受火时间的延长,双向板挠度发展加快,挠度曲线更为饱满,表明火灾使得双向板的抗弯刚度削减,挠曲变形也随之增大。以已有的受弯构件刚度的计算方法为基础,结合材料的高温后性能与火灾对双向板承载性能的影响,采用分层划分的方法,推导给出了火灾后钢筋混凝土双向板刚度及挠度计算公式,并与试验对比进行验证。     

火灾下两种不同边界钢筋混凝土双向板的振动性能分析

开展火灾下三边简支一边固支、两短边固支两长边简支两种边界条件下的足尺混凝土板的火灾试验.首先,在双向板表面布置拾振器,对火灾下两种双向板的振动性能进行研究;然后,通过回归分析,提出火灾下双向板的竖向一阶自激励频率与板中竖向位移的关系式,并基于频率差值进行楼板耐火极限预警;最后,采用ABAQUS软件对三边简支一边固支双向板受火过程中的频率差值进行模拟.结果表明:两种边界条件的双向板在火灾作用下的竖向一阶自激励频率均明显降低;频率差值-板中竖向位移的计算值曲线与实测值曲线基本一致.     

钢筋混凝土板的有限元分析

本文采用有限元法对钢筋混凝土板建立三维分层模型和三维分离模型并进行计算,将实验结果与常温下的三维分层模型以及分离模型的计算结果进行了对比;同时对比了相同条件下常温与高温混凝土板变形情况,以及高温下两种模型的变形.得出：工程应用中,在误差允许的范围内,优先考虑用分层模型来模拟钢筋混凝土板和温度载荷对钢筋混凝土板变形有很大影响的结论,从而为进一步进行钢结构的整体分析提供了依据.     

钢框架结构中钢筋混凝土双向板火灾下的声发射特性

利用自行研制的火灾试验炉,对1栋3层3×3跨足尺钢框架结构中的钢筋混凝土双向板进行火灾试验,开展了将声发射技术用于火灾下整体结构中钢筋混凝土双向板的破坏监测研究。考察了火灾作用下板的声发射事件数、能量率和b值的变化,分析了各参数与板的裂缝开展、炉温及竖向位移等的关系。结果表明：利用事件数、能量率、b值等参数可以准确区分火灾下钢筋混凝土双向板的裂缝早期开展阶段、裂缝集中出现阶段以及裂缝缓慢扩展阶段;火灾下板的声发射参数产生突变时,如能量率突然升高、b值突然下降等,表征结构可能出现破坏,在建筑结构的消防安全指导方面应给予足够关注。     

钢筋混凝土框架结构火灾后的地震分析

利用火灾后钢筋混凝土构件的截面弯矩，曲率恢复力骨架曲线特征参数的统计公式，采用结构工程分析中常见的杆系模型，对火灾后钢筋混凝土框架结构进行地震分析，可为灾后结构的整体强度诊断和加固设计奠定基础。     

考虑热-变形耦合的主轴-轴承系统瞬态热特性分析

为了更准确地预测主轴-轴承系统的温度场并实时监测关键零部件的温升情况,建立了考虑热-变形耦合的轴系瞬态热网络模型。根据热弹性力学理论,推导出主轴-轴承系统在装配应力、离心应力和热应力综合作用下的径向复合变形方程,基于热网络法优选试验轴系关键部件作为温度节点,综合考虑润滑剂黏温效应及轴系径向复合应力与变形,实时修正轴系热源、热边界条件等特性参数,实现了温度场与变形的耦合分析。通过编程求解获得了不同条件下轴承的瞬态温升曲线及轴系关键热参数的瞬态特性,结果表明,主轴转速越高,轴系热平衡温度越高,平衡时间越短;迭代步长的选取只影响温升曲线的收敛时间,不影响稳态温度值。与试验数据的对比结果表明,使用该瞬态热网络模型预测轴系温度场可显著降低计算误差。     

钢筋混凝土板的受拉薄膜效应分析

基于能量原理,提出了在大变形下考虑受拉薄膜效应计算混凝土板承载力的改进的能量法,并通过该方法分析了影响受拉薄膜效应产生的主要因素。研究发现,正交系数和特征比对受拉薄膜效应的影响较为显著,而混凝土强度和钢筋配筋率的影响较小。     

钢筋混凝土板的冲切强度

本文分析了无冲切钢筋混凝土板的冲切破坏形态并提出了考虑弯曲对冲切强度影响的冲切破坏模式和相应的计算公式，经与２０９块钢筋混凝土板的实验数据比较．说明了本文公式计算值与实验值吻合良好．     

对FRP筋混凝土板的冲切承载力的分析

为了研究FRP筋混凝土板的冲切承载力,采用大型商用软件ABAQUS对Carlos E等的试验模型进行了数值计算,非线性有限元的计算结果与实验结果有着良好的吻合。在准确校正试验结果的基础上,对影响冲切效应的参数进行了分析,包括混凝土强度、加载面形状和板厚。根据参数分析的结果,对FRP筋混凝土板的冲切承载力公式进行修正。通过比较分析,计算结果和有限元解与试验结果非常的接近。     

钢筋混凝土板分层有限元非线性分析

对钢筋混凝土板分层有限元非线性分析方法进行了研究，将钢筋混凝土离散成矩形单元，并沿板厚方向再将板分割为五层，考虑混凝土在双向受力下的非线性性能，对四角铰支，跨中承受集中荷载的Ｇ．Ｍ．ＭｃＮｅｉｃｅ双向板进行了全过程计算。结果表明，计算的荷载－挠度曲线与试验结果比较吻合。     

钢骨混凝土抗火性能非线性分析

进行了12个钢骨混凝土柱火灾下反应的试验．利用有限单元法和有限差分法的混合解法，编制有限元计算程序，得到钢骨混凝土柱的温度分布和极限承载力的数值计算方法．通过程序计算与火灾试验结果的对比分析，验证了分析理论和计算程序的可靠性．通过各种受火时间、长细比和偏心距的钢骨混凝土柱抗火性能的计算，得出了相应的极限承载力计算公式．     

带悬挑钢筋混凝土园板挠度计算

通过试验，在较深入地观测了园板变形发展全过程的基础上，提出了使用荷载下考虑薄膜力影响的板中点挠度计算式，计算值与实测值吻合良好．