简介:为了评估有色冶炼厂房事故坑附近钢柱在炉料热作用下的耐火稳定性,本文以热辐射理论为基础,采用数值计算方法研究了钢柱9m高度内的温度分布。钢柱温度取决于炉料面积、柱翼缘厚度、柱的计算截面位置、炉料与柱相对位置。炉料面积越大,钢柱越处在炉料中部,钢柱的温度越高;柱翼缘厚度越大,炉料与柱距离越大,钢柱的温度越低。本文以弹性理论为基础,给出了钢柱耐火稳定性验算与评估方法。由于钢柱之间存在较大温差,当钢柱所支承的梁的线刚度较大,两端与柱刚接且设置隅撑时,较强的端部约束作用使柱产生较高水平的温度内力,钢柱在材料强度降低的同时荷载效应增大,钢柱可能会失去耐火稳定性而发生破坏。把柱、梁的连接由刚接改为铰接,取消所设隅撑,增大事故坑与柱之间的距离,增大柱翼缘厚度或对钢柱底部进行保护均可提高钢柱的耐火稳定性而保证安全。
简介:建立了3种模型,其中模型1为钢支撑-混合框架结构模型,模型2为钢支撑-钢框架结构模型,模型3为装设黏滞流体阻尼器的钢框架结构模型。然后通过振型分析及罕遇地震作用下的非线性时程计算,并对层位移响应、层剪力响应等指标综合分析,验证了煤气化厂房采用全钢结构替代现有的“上钢下混凝土”结构在抗震设计上可行,且装设黏滞流体阻尼器的钢框架结构具有更优越的抗震性能。在第5代国家标准《中国地震动参数区划图》正式实施,部分地区抗震设防标准大幅度提高的背景下,也为煤气化厂房应用新型“减”震设计代替传统上单纯的“抗”震设计提供了参考。
简介:由于高温材性试验条件的复杂性,以及建筑结构材料类型的多样性,传统的接触式测试技术日渐成为制约高温材性测试精确性及完整性的瓶颈。通过对比分析位移引伸计,电阻应变片和非接触式应变视频测量系统3种测试手段得到的S355钢试件、S690钢试件及1860MPa级7×5预应力钢绞线的常温及高温的应变历程数据,旨在研究非接触式应变视频测试方法在材料高温力学性能测试中的有效性及可靠性。对比试验结果表明,非接触式应变视频测试方法具有测量试件全过程变形量的优势,适用于不同类型材料试件的高温材性试验数据测试。
简介:为防止火灾下防屈曲支撑的抗震性能降低,需确保在给定的耐火时间内,防屈曲支撑的芯材温度不高于临界温度和防屈曲支撑的弯曲刚度不低于最小需求刚度。通过增加防屈曲支撑填充层厚度,一方面可以降低火灾下支撑芯材的温度,另一方面可以增加火灾下防屈曲支撑的刚度。通过对芯材截面形状为十字形的防屈曲支撑火灾升温的有限元分析,研究了填充层厚度对支撑芯材温度和火灾下支撑刚度的影响。随着填充层厚度的增大,芯材温度降低,支撑刚度增大。根据火灾下防屈曲支撑强度和刚度均不降低的条件,给出了填充层最小厚度和防屈曲支撑套管最小尺寸的简化计算方法,并通过算例介绍了防屈曲支撑的抗火设计方法。
简介:钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自的优点,具有良好的结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部的混凝土能吸收大量的热量,钢管混凝土柱的抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大的浪费。目前国内外对钢管混凝土柱的耐火性能及抗火设计已进行了大量的研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下的截面温度分布是抗火设计的基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等的影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果的验证。
简介:采用基于有限元理论开发的ANSYS软件建立了张弦梁数值分析模型,按温度增量法对其火灾历程中的力学反应进行分析。讨论了在升温历程中,温度场非均匀性、荷载比、垂跨比、火源半径、火源位置以及支座约束对张弦梁上弦钢梁及下弦预应力索力学特征的影响以及跨中挠度的变化历程。得出以下结论:随着温度分布非均匀性的减小,在升温历程中,上弦钢梁强度应力历程下降速率增大,而稳定应力呈先增加后下降趋势,下弦索应力变化很小;随着荷载比增大,结构临界温度降低,结构跨中挠度增长速率也变大;随着垂跨比的增大,结构受火失效截面位置发生改变,失效时对应的跨中挠度值呈非单调变化;常遇建筑火灾中的火源半径变化对关键单元的应力历程、承载力衰减历程及跨中挠度增长历程影响较小;当火源位置发生变化时,结构的失效单元将会发生变化,同时,对跨中位移历程有一定的影响;随着支座摩阻力的增加,结构热膨胀受到较大程度约束,在升温历程中,上弦钢梁跨中截面的应力显著增加,下弦索拉应力显著减小,同时结构产生显著的向上变形。上述研究结论可对进一步探明局部火灾下张弦梁结构的破坏机理提供参考。