建筑结构性能化抗火设计中的关键问题及解决方案探讨

   日期:2025-01-21     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:201    
核心提示:建筑结构性能化抗火设计中的几个关键问题近年来,采用FRP加固钢结构的工程应用逐渐增多,而FRP与钢之间的界面黏结性能是影响其整体工作性能的关键因素。研究成果将为此类结构在设计与施工应用中提供科学依据。空间结构主振型遴选的拓展阈值法空间结构的主振型遴选准确与否直接影响着振型叠加法的计算效率。

建筑结构性能化耐火设计的几个关键问题

华英、赵金城

尽管建筑领域性能化消防安全设计的概念提出近四十年,众多学者针对这一研究热点做了大量工作,但由于缺乏完整的理论基础和实际工程中的可操作性设计等。但是,其应用仍然很有限。目前,中国、英国、美国、澳大利亚、新西兰、加拿大等国家以及许多国际组织的建筑结构消防安全设计规范已开始从“处方型”向“性能型”发展。 ”,为研究工作提供了新的思路和要求。 。依据世界主要国际和国家标准,编制了消防安全性能化设计方法的相关规定和内容,提出了建筑结构性能化耐火设计的若干关键问题。为了解决这些关键问题,以建筑结构安全和人员生命安全作为性能化设计的总体目标和根本任务,提出了基于性能的RRS指标评价体系,并提出了基于性能的耐火设计火灾风险的随机性是建立在火灾风险随机性的基础上的。框架。该框架为形成系统的性能化结构耐火设计理论和方法构建了分析评价体系,有助于促进性能化结构耐火设计理论和方法的完善及其在工程实践中的应用,特别是在钢结构的耐火性能。在设计中的应用。

FRP-钢板粘结性能研究现状及分析

杜彦生、徐秀臣、陈志华、王海涛、

荣贤、董少华

近年来,采用FRP加固钢结构的工程应用逐渐增多,而FRP与钢材的界面粘结性能是影响其整体工作性能的关键因素。在国内外对FRP增强钢结构研究的基础上,总结了影响FRP-钢板粘结性能的关键影响因素,如纤维布层数、有效粘结长度、FRP弹性模量、和粘合性能。阐述了无载荷作用(环境因素)和载荷作用下FRP-钢板粘结性能的演变规律。在自然环境中,温度、湿度对FRP-钢板的粘接性能影响较大,而腐蚀、紫外线等因素对FRP-钢板粘接界面强度的降低影响较小。在一定冲击载荷作用下,FRP-钢板的粘结强度较无冲击时有所提高。可为进一步提高FRP-钢板粘结性能的研究提供必要的参考。

冷轧圆端椭圆钢管弯曲构件滞回性能研究

卢照华、王朝阳、张杰、方成

对5个不同轴压比和弯曲方向的冷轧圆端椭圆钢管试件进行了准静态试验。获得了每个试件的滞回曲线及其失效模式、屈服/极限载荷、延展性和能耗能力。根据试验结果,建立了1080个圆端椭圆钢管弯曲构件的有限元模型,进行了参数分析,提出了实用的抗震设计方法。研究表明,柱脚局部屈曲导致试件破坏,且不同弯曲方向试件的局部屈曲破坏形式不同。试验中,钢管段直板段首先发生屈曲,具有稳定的屈曲后性能。轴压比越大,会引起更早的局部失稳和更严重的柱底破坏,导致试件的延性降低。围绕强轴弯曲的试样截面的塑性弯矩可以得到更充分的发挥。对有限元模型数据进行最小二乘和下边界曲线拟合,得到基于延性和承载力的实用设计方法。

方钢管混凝土组合L形柱轴压性能研究

王震、周学军、刘哲、李明阳、李泉

为了研究新型方钢管混凝土组合L型柱的轴压性能,以钢管厚度、钢材强度和长细比为参数,对5根方钢管混凝土组合L型柱进行了轴压试验。形柱,并对每个试件的破坏模式进行了分析。 、极限承载力和荷载-位移曲线;基于Mander约束混凝土结构关系,考虑混凝土约束水平上不同位置钢管的强度建筑钢结构进展,建立有限元分析模型,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,验证了计算结果的准确性。数值模型。在此基础上,提出了方钢管混凝土组合L形柱轴压强度和稳定承载力的计算公式。结果表明,方钢管混凝土组合L形柱具有良好的轴压性能,且钢管能够变形并共同作用。短柱试件的破坏模式主要为钢管局部胀形破坏,中、长柱试件的破坏模式主要为整体弯曲破坏。数值模拟结果与试验结果吻合较好。所提出的轴压强度和稳定承载力公式的计算结果与试验值吻合较好。

波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点抗弯性能研究

周航飞、邹云、石建新、苗家伟、

王成全、陈明

提出了一种新型波形侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点形式——节点核心区沿钢梁上下翼缘方向设置贯通隔断,加强板梁翼缘上设置有方钢管,在柱的四个角处布置方钢管,并沿高度方​​向焊接波形侧板,形成钢框架,框架空腔内填充混凝土。利用ABAQUS软件建立有限元数值模型,并与常规节点的滞回性能、受力特性和失效模式进行比较。研究发现,设置加强板可以有效提高节点的承载能力,并使塑性铰沿翼缘向外移动。两类节点的滞回曲线都比较饱满,能耗性能和延展性都较好。分析了钢筋板厚度、混凝土强度、柱钢强度等因素对此类节点抗弯承载力的影响。结果表明:钢筋板厚度、钢梁钢材强度、钢梁极限弯矩和梁柱线刚度比对节点抗力有显着影响。弯曲能力有重大影响。基于参数分析,提出了波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁节点受弯承载力的简化计算公式。简化计算公式得到的结果与有限元结果吻合较好。

压剪联合作用下摩擦型高强螺栓斜撑接头力学性能

杜业峰、邱凯、刘金章、王有志、徐刚年

为了明确摩擦式高强螺栓接头的力学性能,建立了不同角度、不同摩擦系数、不同连接板厚度和不同螺栓杆直径的连接件数值模型,以及不同参数的连接件在组合作用下的力学性能。研究了压缩和剪切的作用。失效模式、初始滑移载荷和极限载荷。研究结果表明,连接件的失效模式主要分为三种类型:螺栓剪切、连接板螺栓孔挤压失效、连接板屈曲。摩擦系数越大,连接件的初始滑移载荷和极限载荷越大,且摩擦系数对连接件的初始滑移载荷和极限载荷的影响也越大,角度越小,连接件的初始滑移载荷和极限载荷的影响越明显;角度越大,连接件的初始滑移载荷和极限载荷越小建筑钢结构进展,且角度对摩擦系数较大的连接件的初始滑移载荷和极限载荷影响显着;板厚对连接件的初始滑移载荷影响不大,但对极限载荷影响较大。连接板越厚,极限载荷越大。大的;连接接头的初始滑移载荷和极限载荷与螺栓杆直径呈线性关系。螺栓直径越大,连接接头的初始滑移载荷和极限载荷越大。研究成果可为钢结构梁柱斜支撑设计及节点加固改造提供参考。

轻钢龙骨注浆组合墙板-钢框架结构抗震性能数值分析及试验研究

王景峰、张蓉、王万千、卢萌萌

为了研究轻钢龙骨灌浆复合墙板-钢框架结构在地震作用下的受力特性及破坏机理,利用ABAQUS有限元软件建立了轻钢龙骨灌浆复合墙板-钢框架结构的有限元分析模型。元素分析软件。 ,并通过实验验证了有限元分析模型的准确性。分析了钢材屈服强度、填料强度、面板类型、钢带根数和龙骨柱间距对轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构抗震性能的影响。研究结果表明:钢框架的钢材强度、面板类型和钢带数量是影响轻钢龙骨注浆组合墙板-钢框架结构受剪承载力的主要因素。轻钢龙骨的钢材强度、填料强度及龙骨柱间距对轻钢龙骨灌浆复合墙板-钢框架结构影响不大。研究成果将为此类结构的设计和施工应用提供科学依据。

双片OSB复合冷弯薄壁钢墙滞回性能研究

刘鹏、钱哲、王连光、

谢弗·本杰明、王元庆

为研究墙体结构对双层OSB复合冷弯薄壁钢墙体滞回性能的影响,对6块冷弯薄壁钢墙体进行单调低周重复荷载试验研究。实施。边梁、石膏板、辅助龙骨等参数对墙体剪力承载力、滞回性能和延性的影响。测试结果表明,边梁的存在使墙体承载力提高了约12%。 ;内部添加石膏板使组合墙体的初始刚度提高了20%左右,但对延性比和极限承载力相应位移影响不大,表明荷载下降段的力学性能试件的位移曲线主要依靠更强的OSB与冷弯型钢框架的连接;减小副龙骨的厚度和强度,会降低位移对应的组合墙体的承载力、初始刚度和极限承载力。试件的损坏集中在组合墙侧面立柱下1/3、底部导轨及竖板接缝处。副龙骨未出现局部屈曲损伤。试件的破坏模式为螺钉左右倾斜且OSB被拔出,组合墙角处出现螺钉。被剪断并且 OSB 被撕裂。试件的滞回曲线呈“捏”形,在荷载-位移曲线下降段承载力衰减和刚度退化明显,能耗较低。

新型环形张拉整体穹顶结构形式设计与分析

冯晓东、胡锦荣、萨建波、杨维嘉、罗耀志

为了充分发挥张拉整体结构和索穹顶结构各自的特点,拟通过单元体的组合和组装,形成基于张拉整体三棱柱单元体的环形张拉整体结构,并利用其取代穹顶结构底部的刚性环梁。支撑,形成新型全自平衡张拉整体穹顶结构。利用商业软件MATLAB和ANSYS对环形张拉整体结构和张拉整体穹顶结构进行初始预应力找形和协同找形研究,并在此基础上探索张拉整体穹顶结构的力学性能。研究结果表明,将索穹顶结构嵌入由不同单元组装而成的环形张拉整体结构中,可以满足多样化的设计需求;协同找形后索穹及连接索穹的内环索的应力大大降低;结构整体稳定性满足规范要求,结构具有良好的刚度。但与张拉整体环相比,索穹顶部分的刚度较小。建议实际工程中可适当提高索穹顶部分的安全储备。 。

空间结构主要振动模态选择的扩展阈值法

曲阳、罗永峰、程建军、马怀章、

彭应兴、李家鹏

空间结构主振动模态选择的准确性直接影响模态叠加法的计算效率。以现有阈值法的基本假设为出发点,揭示了动态功和静态功都是外功的本质。指出采用等幅阶跃载荷作为外激励存在局限性,且现有理论框架的基本假设与实际偏差较大,说明该方法理论上的不完备性;通过理论推导,将阈值法推广到与实际地震动输入更相关的简谐波激励情况。可以同时考虑动态响应和静态响应,避免不合理的基本假设,详细讨论了阈值法在共振条件下的适用性的实际意义,在此基础上提出了扩展阈值法。算例分析表明,扩展阈值法可以将计算误差控制在10%以内。主振型的阶数比标准方法得到的阶数平均降低了73.8%。与现有阈值法得到的阶数相比,平均阶数降低了73.8%。降低56.5%,计算稳定高效。

空间非对称NURBS双曲斜单层网壳屋盖结构施工技术

刘克田、刘康康、刘志伟、朱宝良、卢海琪

近年来,采用箱形截面拟合双曲线形状的单层网壳结构的公共建筑越来越多,相关的施工技术也需要总结和梳理。以榆林职业技术学院体育馆项目比赛大厅屋面钢结构为载体,在工期短、控制成本的前提下,通过比较现有空间双曲造型实现方式的优缺点,创造性地提出“标准杆+折板”“弯扭节点”实现空间双曲造型的新工艺,解决了箱形截面杆在空间扭转时的错位问题,有效减少了施工量成本低,缩短工期,形成一套完整的空间非线性形状。对称NURBS(非均匀有理B样条)双曲斜单层网壳结构施工技术。

温州机场张拉弦结构无张预应力施工技术

周国军、刘中华、于福利、苏英强

张拉弦结构由上弦刚体、下弦柔性拉杆以及二者之间的刚性撑杆组成。异型弦梁钢拉杆无拉预应力施工技术是在弦梁安装阶段对上弦刚体进行预变形,调整钢拉杆长度,然后通过卸载临时支撑,上弦刚体在支撑作用下回弹,钢拉杆被动拉伸,为弦梁建立预应力。临时支撑的卸载过程就是弦梁的加载过程。在实施该方法之前,进行整个施工过程模拟计算,施工过程中进行应力应变监测,施工结束后进行钢拉杆内力测试。结果表明,该施工工艺力学原理成立,操作简单,内力转换高效,精度满足要求,对类似工程具有参考意义。

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