钢-混凝土连续组合楼板抗火性能的数值模拟 被引量：7

1

作者 徐蕾 包延红 王文达 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期76-83,共8页

为了能正确模拟钢-混凝土连续组合楼板在真实火灾不同受火工况下的抗火性能,以有限元分析软件ABAQUS为平台,通过选取合理的热工参数和高温下的材料模型,定义正确的边界条件,建立了火灾下钢与混凝土连续组合楼板的有限元数值模型,并利用... 为了能正确模拟钢-混凝土连续组合楼板在真实火灾不同受火工况下的抗火性能,以有限元分析软件ABAQUS为平台,通过选取合理的热工参数和高温下的材料模型,定义正确的边界条件,建立了火灾下钢与混凝土连续组合楼板的有限元数值模型,并利用国内外现有的试验数据进行了验证,发现二者符合较好。在此基础上,利用有限元模型对钢-混凝土连续组合楼板在ISO-834标准火灾作用下的力学性能进行了分析,以期为深入认识钢-混凝土连续组合楼板火灾下的力学性能提供参考,并为工程中钢-混凝土连续组合楼板的防火设计提供一定的建议。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合楼板 数值模拟 抗火性能

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钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁平面框架耐火性能有限元分析 被引量：6

2

作者 包延红 孙建刚 +1 位作者 王文达 徐蕾 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期47-53,共7页

在合理考虑钢与混凝土之间的相互作用和选取正确的材料本构关系的基础上,建立钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架热-力耦合作用的有限元分析模型,并与现有相关试验数据进行对比,有限元分析结果与试验结果吻合良好;基于该有限元分析模型... 在合理考虑钢与混凝土之间的相互作用和选取正确的材料本构关系的基础上,建立钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架热-力耦合作用的有限元分析模型,并与现有相关试验数据进行对比,有限元分析结果与试验结果吻合良好;基于该有限元分析模型,对钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁平面框架在ISO-834标准火灾下的温度分布以及框架的工作机理进行分析,研究钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁平面框架在不同梁火灾荷载比下的变形规律和火灾作用过程中平面组合框架不同位置截面的内力变化。结果表明:钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架柱节点区的温度低于柱中部的温度,混凝土梁板对节点区柱截面温度分布有保护作用;不同梁火灾荷载比下,钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁框架均因梁跨中挠度变形速率过大而发生破坏,框架达到耐火极限,且随着梁火灾荷载比的增加,框架耐火极限减小;在火灾作用下,叠合柱中核心钢管混凝土承担大部分轴力。 展开更多

关键词 钢管混凝土叠合柱 钢筋混凝土梁 平面框架 有限元分析 破坏模式 力学性能

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全过程火灾下矩形截面钢管混凝土叠合柱温度场数值研究 被引量：4

3

作者 陈博文 王高雄 包延红 《青海大学学报》 2022年第2期71-77,共7页

由于钢管混凝土叠合柱(ST-RC)具有良好的抗震性能和耐火性能,本文对矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾全过程(包括升温、降温阶段)下的热学性能进行了数值研究。利用Abaqus有限元分析软件建立矩形截面钢管混凝土叠合柱的热学分析模型... 由于钢管混凝土叠合柱(ST-RC)具有良好的抗震性能和耐火性能,本文对矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾全过程(包括升温、降温阶段)下的热学性能进行了数值研究。利用Abaqus有限元分析软件建立矩形截面钢管混凝土叠合柱的热学分析模型,结合相关试验数据对模型的准确性进行验证,并对标准火灾升温、降温全过程下试件的温度场分布情况进行分析。结果表明:矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾升温下的温度场分布呈现双轴对称形态,外围混凝土厚度较大的长轴方向上构件内部测点的温度相对短轴方向更低;在火灾作用的全过程中,混凝土的温度变化存在滞后现象,使得试件受火表面之间距离越大的区域升温、降温的滞后时间也越长;在降温的最终时刻,截面温度场分布为内高外低形式,与升温结束时刻的温度场分布方式相反;与升温结束时刻相比,火灾后(历史最高温度)的温度场中混凝土材料达到劣化温度的区域面积更大,采用历史最高温状态的温度场进行火灾全过程中叠合柱结构相关力学性能的计算时更安全。 展开更多

关键词 钢管混凝土叠合柱 矩形截面 火灾全过程 数值模拟 温度场

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钢管混凝土叠合柱单面受火性能分析 被引量：1

4

作者 徐蕾 包延红 +1 位作者 王文达 王明涛 《大连民族学院学报》 CAS 2014年第5期532-537,共6页

基于ABAQUS有限元分析平台,对钢管混凝土叠合柱单面受火下的耐火性能进行系统的研究。合理确定钢材和混凝土的热工参数和热力学性能参数,利用热-力耦合分析方法,建立钢管混凝土叠合柱的温度场和力学分析模型;利用现有相关试验数据对模... 基于ABAQUS有限元分析平台,对钢管混凝土叠合柱单面受火下的耐火性能进行系统的研究。合理确定钢材和混凝土的热工参数和热力学性能参数,利用热-力耦合分析方法,建立钢管混凝土叠合柱的温度场和力学分析模型;利用现有相关试验数据对模型进行验证,二者符合较好。在此基础上,对钢管混凝土叠合柱单面受火时的温度分布、耐火性能、破坏模态以及钢管与核心混凝土及外部钢筋约束混凝土之间接触性能的变化进行研究,为完善钢管混凝土叠合柱耐火性能分析的理论体系提供基础。 展开更多

关键词 单面受火 钢管混凝土叠合柱 温度场 力学性能

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火灾全过程作用下钢-混凝土组合楼盖力学性能有限元研究 被引量：1

5

作者 徐蕾 包延红 王文达 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期407-412,共6页

为分析火灾全过程作用下钢-混凝土组合楼盖的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS,合理选取钢材和混凝土材料本构模型,并考虑不同构件之间相互接触等基础上,建立了考虑火灾和荷载共同作用下的钢-混凝土组合楼盖热-力耦合有限元模型,并与... 为分析火灾全过程作用下钢-混凝土组合楼盖的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS,合理选取钢材和混凝土材料本构模型,并考虑不同构件之间相互接触等基础上,建立了考虑火灾和荷载共同作用下的钢-混凝土组合楼盖热-力耦合有限元模型,并与现有相关试验数据进行了模型验证。在此基础上,对经历常温、火灾升温、降温作用以及火灾后等不同阶段的组合楼盖受力性能和工作机理进行了研究,并对影响火灾全过程作用后钢-混凝土组合楼盖力学性能的影响因素进行了分析。分析结果表明:火灾高温作用使得组合楼盖的承载力相对于常温下有所降低,由于组合楼板的吸热作用,整个楼盖温度较低,受火后仍然具有较高的承载力;火灾升温时间比、钢梁的屈服强度、混凝土抗压强度和板厚度对火灾全过程作用后钢-混凝土组合楼盖的力学性能影响较显著。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合楼盖 火灾全过程 有限元分析 力学性能 参数分析

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火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架内力重分布 被引量：2

6

作者 包延红 徐蕾 孙建刚 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期139-146,共8页

火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构会产生膨胀变形.由于框架梁、柱的相互约束作用,框架结构不能自由膨胀变形,结构中发生内力重分布,影响框架结构的耐火性能.建立钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架有限元模型,用现有相关试验数据对... 火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构会产生膨胀变形.由于框架梁、柱的相互约束作用,框架结构不能自由膨胀变形,结构中发生内力重分布,影响框架结构的耐火性能.建立钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架有限元模型,用现有相关试验数据对有限元模型进行对比验证.利用该有限元模型在荷载和ISO-834标准升温作用下对钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构的内力重分布进行分析,并进行柱火灾荷载比和梁火灾荷载比不同作用下框架结构内力重分布的参数分析.研究表明:框架结构特征截面处内力变化剧烈;柱火灾荷载比和梁火灾荷载比对框架结构内力重分布产生显著影响,火灾作用下框架节点处梁端弯矩最大值约为常温值的3.8倍,应加强结构节点设计. 展开更多

关键词 钢管混凝土叠合柱 框架结构 内力重分布 柱火灾荷载比 梁火灾荷载比

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方套方形钢管混凝土叠合柱单面受火下的力学性能分析 被引量：1

7

作者 杨力 包延红 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2023年第5期43-53,共11页

为研究方套方形钢管混凝土叠合柱单面受火下的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立其单面受火下的数值模型,分析此类叠合柱单面受火下的截面温度场分布、耐火极限、破坏模式、内力重分布、耐火极限影响因素。研究发现,基于单面受火... 为研究方套方形钢管混凝土叠合柱单面受火下的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立其单面受火下的数值模型,分析此类叠合柱单面受火下的截面温度场分布、耐火极限、破坏模式、内力重分布、耐火极限影响因素。研究发现,基于单面受火下的方套方形钢管混凝土叠合柱温度场于横截面呈单轴对称分布,偏心荷载、热膨胀附加偏心以及材料强度偏心三者之间相互作用对其耐火性能具有一定影响,荷载比、柱截面尺寸、长细比、截面核心面积比、荷载偏心率、外部混凝土抗压强度对其耐火极限具有显著影响;给出了方套方形钢管混凝土叠合柱单面受火下的耐火极限简化计算公式,为实际工程中评估此类构件的抗火设计提供有效可行的计算方法。 展开更多

关键词 方套方形钢管混凝土叠合柱 单面受火 力学性能 耐火极限 简化计算公式

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侧向撞击荷载作用下方套方形钢管混凝土叠合柱动力响应的数值研究 被引量：1

8

作者 王刚 包延红 《青海大学学报》 2023年第6期32-40,共9页

为研究方套方形钢管混凝土叠合柱在侧向撞击荷载作用下的动力响应,本文基于有限元软件ABAQUS,建立了方套方形钢管混凝土叠合柱撞击模型,并通过已有的试验数据验证了模型的可靠性。在此基础上,利用该模型分析在侧向撞击荷载作用下方套方... 为研究方套方形钢管混凝土叠合柱在侧向撞击荷载作用下的动力响应,本文基于有限元软件ABAQUS,建立了方套方形钢管混凝土叠合柱撞击模型,并通过已有的试验数据验证了模型的可靠性。在此基础上,利用该模型分析在侧向撞击荷载作用下方套方形钢管混凝土叠合柱的撞击力响应和动力变形。结果表明:(1)叠合柱在撞击荷载作用下的破坏模式主要包括撞击点位损伤型、叠合柱损伤型、撞击点位破坏型;(2)跨中位移随着撞击速度、撞击质量增大而增大,随着叠合柱自身刚度增加而减小,撞击力峰值、撞击力平台值受各参数影响各有不同的规律;(3)跨中位移和残余位移受撞击体的影响比自身材料和刚度的影响更加明显。研究结果可为该类结构的抗撞性能研究提供参考。 展开更多

关键词 钢管混凝土叠合柱 侧向撞击荷载 动力响应 数值模拟 参数分析

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方形钢管混凝土叠合柱三面受火下力学性能分析

9

作者 包延红 杨力 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2023年第11期43-53,67,共12页

利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型,通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后,分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、... 利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型,通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后,分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、应力、应变等力学性能,并对影响构件耐火性能的相关因素进行参数分析。结果表明,方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的横截面温度场分布呈单轴对称形态,荷载比、长细比、柱截面尺寸、外部混凝土抗压强度、截面含钢率是影响构件耐火极限的主要影响因素。基于对各主要参数影响规律的系统分析,提出三面受火下方形钢管混凝土叠合柱耐火极限简化计算公式,为此类构件在该种受火工况下的抗火设计提供参考。 展开更多

关键词 钢管混凝土叠合柱 方形截面 三面受火 参数分析 简化计算公式

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方形钢管混凝土叠合柱三面受火后偏压力学性能研究

10

作者 唐冲 包延红 《青海大学学报》 2023年第4期62-69,共8页

为研究方形钢管混凝土叠合柱三面受火后的偏压力学性能,合理选取材料本构关系,建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火后力学数值模型,对构件三面受火后的破坏形态、承载力-位移曲线、轴力分布进行分析.参考实际工程常用范围,对影响方形钢管... 为研究方形钢管混凝土叠合柱三面受火后的偏压力学性能,合理选取材料本构关系,建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火后力学数值模型,对构件三面受火后的破坏形态、承载力-位移曲线、轴力分布进行分析.参考实际工程常用范围,对影响方形钢管混凝土叠合柱三面受火后偏压极限承载力的主要因素进行参数分析.结果表明:方形钢管混凝土叠合柱三面受火后破坏形态为弯曲破坏;受火时间、截面尺寸、长细比、核心面积比、偏心率、截面配筋率对方形钢管混凝土叠合柱三面受火后的偏压极限承载力影响较大. 展开更多

关键词 方形钢管混凝土叠合柱 三面受火 数值模拟 极限承载力 参数分析

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相对两面受火下钢管混凝土叠合柱力学性能分析 被引量：1

11

作者 李介溶 包延红 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期150-160,共11页

为研究钢管混凝土叠合柱在偏心荷载和相对两面火灾共同作用下的耐火性能,文中基于ABAQUS有限元软件,采用热力顺序耦合的方法,分别建立了叠合柱温度场模型和力学分析模型,并用已有试验数据进行验证。利用数值模型对钢管混凝土叠合柱在相... 为研究钢管混凝土叠合柱在偏心荷载和相对两面火灾共同作用下的耐火性能,文中基于ABAQUS有限元软件,采用热力顺序耦合的方法,分别建立了叠合柱温度场模型和力学分析模型,并用已有试验数据进行验证。利用数值模型对钢管混凝土叠合柱在相对两面火灾作用下的温度场变化、破坏形态和内力重分布等力学性能进行分析;基于参数分析结果,给出了钢管混凝土叠合柱在相对两面受火下耐火极限的简化计算公式。研究结果表明:叠合柱在相对两面受火下达到耐火极限时,叠合柱的破坏类型为整体弯曲破坏,温度场呈双轴对称分布;荷载比、长细比、核心面积比、含钢率、外围混凝土强度和截面尺寸是影响钢管混凝土叠合柱耐火极限的主要因素。 展开更多

关键词 相对两面受火 数值模拟 钢管混凝土叠合柱 参数分析 耐火极限

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