基于遗传算法的钢结构优化设计 被引量：16

1

作者 郑宏 俞茂宏 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期65-67,共3页

遗传算法是 2 0世纪 70年代初期基于生物技术而发展起来的一种新型智能优化方法。探讨此方法应用于建筑钢结构设计不仅改变了传统的设计观念 ,而且可以丰富钢结构优化设计理论和方法 ,在经济建设中取得显著效益。建立以重量 (造价 )最... 遗传算法是 2 0世纪 70年代初期基于生物技术而发展起来的一种新型智能优化方法。探讨此方法应用于建筑钢结构设计不仅改变了传统的设计观念 ,而且可以丰富钢结构优化设计理论和方法 ,在经济建设中取得显著效益。建立以重量 (造价 )最小为目标的钢框架结构梁、柱的数学模型 ,采用二进制编码 ,通过执行遗传算法的选择、交叉和变异算子 ,实现对结构的优化设计。编制了分析程序 。 展开更多

关键词 钢结构 遗传算法 优化设计 建筑结构 优化模型

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近地空中爆炸作用下钢框架结构冲击响应 被引量：11

2

作者 张秀华 段忠东 张春巍 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第4期70-76,共7页

采用多物质欧拉与拉格朗日耦合算法,对框架结构和混凝土地面采用Lagrange单元、空气和炸药采用多物质ALE单元,建立流固耦合有限元模型,对一个五层的钢框架结构在近地爆炸作用下冲击压力波的传播过程、结构冲击响应和变形以及破坏过程进... 采用多物质欧拉与拉格朗日耦合算法,对框架结构和混凝土地面采用Lagrange单元、空气和炸药采用多物质ALE单元,建立流固耦合有限元模型,对一个五层的钢框架结构在近地爆炸作用下冲击压力波的传播过程、结构冲击响应和变形以及破坏过程进行了数值模拟。数值模拟分析结果表明,拉格朗日-欧拉耦合算法较好地模拟了爆炸冲击波在介质中的传播和作用在结构上的爆炸荷载效应。在爆炸近区,空气爆炸冲击波的衰减速率快;爆炸产生强烈的冲击波首先使钢框架结构正面的柱和梁柱节点区产生很大的塑性变形,钢框架柱在发生爆炸的瞬间失去承载能力,最终导致建筑物整体倒塌。考虑结构变形和流体荷载间的相互影响可以较真实地模拟结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌过程,为研究结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌提供了有效手段。 展开更多

关键词 钢框架结构 近地空中爆炸 冲击响应 连续倒塌 数值模拟

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钢框架连续倒塌的模拟方法研究 被引量：14

3

作者 谢甫哲 舒赣平 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期34-40,共7页

对钢框架结构在进行连续倒塌分析时的计算模型进行了研究。以1个两层两跨平面钢框架为例,分别建立了传统的理想刚接杆系模型和实体模型,采用抽柱法对2种模型进行了动力非线性分析,比较分析结果得出传统的理想刚接杆系模型由于没能考虑... 对钢框架结构在进行连续倒塌分析时的计算模型进行了研究。以1个两层两跨平面钢框架为例,分别建立了传统的理想刚接杆系模型和实体模型,采用抽柱法对2种模型进行了动力非线性分析,比较分析结果得出传统的理想刚接杆系模型由于没能考虑节点的受力与塑性变形,不能准确地反映结构连续倒塌的动力效应,使得结构抗连续倒塌性能评估结果偏不安全。对引入节点机械模型的平面钢框架进行连续倒塌分析,其计算结果与实体模型的结果接近,可较准确地反映结构抗连续倒塌性能,且耗时远小于实体模型的计算时间。建议对框架结构进行连续倒塌分析时采用引入节点性能的杆系模型。 展开更多

关键词 连续倒塌 机械模型 钢框架 刚性梁柱节点 非线性动力分析

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基于等损伤的钢框架结构抗震性能优化 被引量：12

4

作者 白久林 杨乐 欧进萍 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期76-83,共8页

等损伤设计是指在地震作用下结构所有构件(楼层)发生同等程度的损伤而形成均匀的侧向变形,使所有结构构件的性能均能充分发挥。该文采用优化准则法发展了基于Open Sees平台的钢框架结构等损伤抗震设计方法。通过提取结构在强震下的构件... 等损伤设计是指在地震作用下结构所有构件(楼层)发生同等程度的损伤而形成均匀的侧向变形,使所有结构构件的性能均能充分发挥。该文采用优化准则法发展了基于Open Sees平台的钢框架结构等损伤抗震设计方法。通过提取结构在强震下的构件损伤指数来获得损伤指数比列阵,进而定量地对损伤严重部位进行加强、对损伤较轻部位进行削弱;基于材料总造价恒定和体系约束条件,对所有构件进行重新调整。以一个8层钢框架结构作为原始结构,采用规范反应谱拟合的一条人工地震动作为输入,探讨了不同超松弛因子对优化结果的影响;通过大样本时程分析,对比了结构优化前后的层间位移角分布、整体损伤指标、楼层损伤分布和整体抗震能力,结果表明该文的优化方法能有效的提高结构的抗震能力。 展开更多

关键词 等损伤 优化准则法 钢框架结构 抗震性能 人工地震动

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火灾后型钢混凝土框架结构力学性能试验研究及分析 被引量：8

5

作者 张超 薛素铎 +1 位作者 王广勇 张东明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期152-161,共10页

考虑受火时间、荷载比等参数的影响,对火灾后型钢混凝土框架结构的破坏形态、变形性能以及剩余承载力等火灾后性能进行了试验研究。试验结果表明:火灾后型钢混凝土框架梁出现3个塑性铰而破坏,梁端弯剪变形明显,剪压区混凝土均出现部分... 考虑受火时间、荷载比等参数的影响,对火灾后型钢混凝土框架结构的破坏形态、变形性能以及剩余承载力等火灾后性能进行了试验研究。试验结果表明:火灾后型钢混凝土框架梁出现3个塑性铰而破坏,梁端弯剪变形明显,剪压区混凝土均出现部分脱落。随着受火时间的增加,型钢混凝土框架的剩余承载力逐渐减小。同时,建立了考虑升降温及火灾后全过程的火灾后型钢混凝土框架力学性能分析模型。计算结果与试验结果对比表明,二者吻合较好。可见,提出的模型是正确的。 展开更多

关键词 火灾后 型钢混凝土 框架结构 塑性铰 剩余承载力

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榫卯灌浆钢管框架节点抗震性能试验研究

6

作者 张鹏程 陈洲武 胡乐朋 《结构工程师》 2024年第1期89-98,共10页

为探索建筑钢结构低能耗循环利用技术,研究方钢管柱-矩钢管梁采用榫卯连接、砂浆灌浆阻滑的钢框架节点的抗震性能。对榫卯灌浆节点及传统全焊接节点进行了低周往复荷载试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、延性系数以及极限承... 为探索建筑钢结构低能耗循环利用技术,研究方钢管柱-矩钢管梁采用榫卯连接、砂浆灌浆阻滑的钢框架节点的抗震性能。对榫卯灌浆节点及传统全焊接节点进行了低周往复荷载试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、延性系数以及极限承载力,并建立有限元分析模型,与试验结果进行对比。研究表明:榫卯灌浆节点在弹性阶段的承载力与全焊接节点相当,但榫卯灌浆节点的极限承载力高于全焊接节点,塑性发展平台更长;榫卯灌浆节点的破坏方式为砂浆磨损挤碎,钢构件损伤小;摩擦耗能效果好,滞回曲线饱满,且震后砂浆易修复。 展开更多

关键词 钢框架结构 榫卯连接 榫卯灌浆节点 抗震性能 试验研究

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多层钢框架结构抗连续倒塌风险鲁棒性建模分析

7

作者 赵峥 《金属功能材料》 CAS 2024年第1期132-137,共6页

常规的钢框架结构倒塌风险鲁棒性分析方法主要采用模块化的方式进行结构建模,由于在对模型进行简化建模时忽略了支撑层的关键节点参数,导致建模分析效果不佳。对此,提出多层钢框架结构抗连续倒塌风险鲁棒性建模分析方法。以支撑面的节... 常规的钢框架结构倒塌风险鲁棒性分析方法主要采用模块化的方式进行结构建模,由于在对模型进行简化建模时忽略了支撑层的关键节点参数,导致建模分析效果不佳。对此,提出多层钢框架结构抗连续倒塌风险鲁棒性建模分析方法。以支撑面的节点作为简化对象,对简化后的钢框架结构模型力学参数进行计算,获取模型支撑面轴向力。然后分别对支撑平面以及钢柱结构进行有限元建模,并对钢结构立柱长度进行优化。最后针对构建出的钢结构有限元模型,构建倒塌状态下的极限结构函数,并对极限承载力进行求解,实现对钢框架结构的倒塌风险鲁棒性分析。在实验中,对提出的鲁棒性分析方法进行了分析性能的检验。经实验结果表明,采用提出的方法对钢框架结构进行鲁棒性分析时,模拟出的倒塌应力曲线与实际情况更为接近,具备较为理想的鲁棒性建模分析性能。 展开更多

关键词 钢框架结构 鲁棒性 建模分析 倒塌风险

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钢框架结构基于变形可靠度的全概率抗震设计 被引量：6

8

作者 吕大刚 贾明明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期117-123,共7页

我国抗震设计规范的抗震设计方法并不是真正意义上的概率极限状态设计,结构可靠度的应用也没有体现出结构的体系可靠度设计水平,因此该文提出了基于变形可靠度验算的二阶段抗震设计方法。该方法采用结构可靠度的数值模拟方法,通过验算... 我国抗震设计规范的抗震设计方法并不是真正意义上的概率极限状态设计,结构可靠度的应用也没有体现出结构的体系可靠度设计水平,因此该文提出了基于变形可靠度验算的二阶段抗震设计方法。该方法采用结构可靠度的数值模拟方法,通过验算小震作用下结构构件承载能力极限状态下的抗震可靠度,验算结构小震作用下正常使用极限状态下和大震作用下侧向倒塌极限状态下的整体变形抗震可靠度,实现结构构件和结构体系两个层次上的全概率设计。该文给出了该方法的设计步骤,并结合钢框架结构设计实例验证了该方法的可行性。基于可靠度理论的全概率抗震设计方法是抗震设计发展的必然趋势,该文提出的方法将为结构的全概率抗震设计提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 变形可靠度 全概率设计 目标可靠度 钢框架 极限状态

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钢框架结构的抗火计算分析方法 被引量：3

9

作者 涂正献 魏德敏 《科技情报开发与经济》 2004年第12期193-196,共4页

钢结构的抗火研究,主要有试验研究和理论分析两种。钢结构抗火计算理论的发展分为3个阶段:单根构件分析、平面框架分析和钢框架结构整体分析。主要综述了后两个发展阶段中提出的钢框架结构在高温下的性能计算分析方法及其研究成果。

关键词 钢框架结构 抗火 分析方法

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考虑腐蚀作用的钢框架结构连续性倒塌分析

10

作者 黄莺 李嘉晨 +2 位作者 朱彦飞 潘柳景泰 杜树 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期21-28,共8页

为研究大气环境长期作用下钢框架结构的抗连续性倒塌性能,建立钢结构时变腐蚀模型预测构件截面面积和力学性能随服役时间的退化情况,并以一栋处于Ⅲ级大气腐蚀环境中的多层钢框架建筑为研究对象,在服役期内的不同阶段对其进行Pushdown... 为研究大气环境长期作用下钢框架结构的抗连续性倒塌性能,建立钢结构时变腐蚀模型预测构件截面面积和力学性能随服役时间的退化情况,并以一栋处于Ⅲ级大气腐蚀环境中的多层钢框架建筑为研究对象,在服役期内的不同阶段对其进行Pushdown分析。将塑性荷载系数、极限荷载系数和最大竖向位移作为结构抗倒塌能力的评价指标,通过灵敏度分析得到不同材料参数对各指标的影响情况,并基于回归分析拟合评价指标随体积损失率的退化规律。结果表明:腐蚀会导致钢框架的承载力和延性发生退化,其中延性的劣化更加明显;承载力指标的退化主要归因于材料强度的降低和构件截面面积的减少,延性指标的退化主要与材料断裂应变的减小有关;评价指标与结构体积损失率之间有较强的线性关系,可基于此对其退化情况进行定性预测。 展开更多

关键词 钢框架结构 连续性倒塌 大气腐蚀 Pushdown分析 结构性能评估

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仿古建筑钢框架结构拟动力试验及静力推覆分析 被引量：4

11

作者 薛建阳 戚亮杰 +1 位作者 葛鸿鹏 刘祖强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期80-88,共9页

为研究仿古建筑钢框架结构的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某仿古建筑钢框架结构为原型,按1∶2缩尺比例制作了试验模型,并对其进行了拟动力试验。输入地震动加速度峰值分别相当于8度多遇、8度设防和8度、9度罕遇地震的El Centro... 为研究仿古建筑钢框架结构的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某仿古建筑钢框架结构为原型,按1∶2缩尺比例制作了试验模型,并对其进行了拟动力试验。输入地震动加速度峰值分别相当于8度多遇、8度设防和8度、9度罕遇地震的El Centro波、汶川波和兰州波,实测了框架的位移反应、加速度反应和应变分布;研究了结构在地震波作用下的受力特点、滞回性能、耗能性能、加速度和位移时程曲线以及承载力与刚度退化规律等,并对结构进行了静力弹塑性推覆分析。研究结果表明:滞回曲线未出现明显的捏拢现象,结构耗能随着输入地震波幅值的增大而显著增加;在9度罕遇地震波作用下,中柱异型节点处的拱构件底部及正厅边柱斗构件屈服,骨架曲线仍未进入下降段,整体结构的承载力较高;在地震波作用下,该研究类型的仿古建筑钢框架结构的层间位移角能满足我国现行抗震规范的要求,具有良好的抗震性能。 展开更多

关键词 仿古建筑 钢框架结构 拟动力试验 推覆分析 抗震性能

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配有钢纤维RPC永久柱模的RC框架静力性能试验 被引量：4

12

作者 王钧 陈旭 +1 位作者 李行 贾艳敏 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期9-17,共9页

目的研究配有钢纤维RPC永久柱模的装配整体式钢筋混凝土框架结构在单调静力荷载作用下,永久柱模对承载力的影响.方法制作配有这种柱模的钢筋混凝土框架结构,进行静力性能试验,观察并分析框架结构在单调静力荷载作用下的受力特征、变形... 目的研究配有钢纤维RPC永久柱模的装配整体式钢筋混凝土框架结构在单调静力荷载作用下,永久柱模对承载力的影响.方法制作配有这种柱模的钢筋混凝土框架结构,进行静力性能试验,观察并分析框架结构在单调静力荷载作用下的受力特征、变形特点以及破坏状态.结果配有这种柱模的钢筋混凝土框架结构,框架梁荷载-跨中变形关系曲线近似呈四折线;这类框架破坏时首先框架梁跨中受拉钢筋屈服,其次框架梁端上部受拉钢筋屈服,结构形成三铰的可变体系,最后以梁端混凝土被压碎导致整体破坏.结论钢纤维RPC永久柱模对核心柱有一定的紧箍约束作用;柱模与核心混凝土具有良好的粘结与协调工作特性;钢纤维RPC永久柱模对框架承载力有一定提高作用. 展开更多

关键词 钢纤维RPC 永久柱模 框架结构 静力试验 承载力

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大型复杂凤凰造型雕塑结构设计与施工

13

作者 张斌 郑中利 +1 位作者 郑红卫 张传宁 《工程建设与设计》 2023年第15期25-29,共5页

介绍大型复杂造型不锈钢雕塑工程从造型设计、结构建模分析、施工图设计、深化设计以及工程建设全过程,尤其对大型复杂造型雕塑结构建模和结构受力特点进行重点分析,过程中应用了三维数字扫描、3D打印、模块化建造、无纸化施工、高空吊... 介绍大型复杂造型不锈钢雕塑工程从造型设计、结构建模分析、施工图设计、深化设计以及工程建设全过程,尤其对大型复杂造型雕塑结构建模和结构受力特点进行重点分析,过程中应用了三维数字扫描、3D打印、模块化建造、无纸化施工、高空吊装调平等全新技术。 展开更多

关键词 凤凰造型 不锈钢雕塑 空间网格结构 大型复杂结构

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直接基于位移的钢框架结构抗震设计 被引量：2

14

作者 梁炯丰 王俭宝 +1 位作者 顾连胜 谢胜军 《四川建筑科学研究》 2013年第3期148-151,共4页

结合我国建筑结构抗震设计实际,将钢框架结构性能划分为正常使用、生命安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化;以框架侧移曲线为基础,将多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应等效参数,并根据其性能水平确定出结... 结合我国建筑结构抗震设计实际,将钢框架结构性能划分为正常使用、生命安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化;以框架侧移曲线为基础,将多自由度体系转化为等效单自由度体系,导出了相应等效参数,并根据其性能水平确定出结构的目标位移。在此基础上,对五层两跨平面钢框架进行了基于位移的抗震设计,分析表明:本文指出的直接基于位移的抗震设计方法简便高效、结果精确,能够控制结构在不同性能水准下地震作用的性能。 展开更多

关键词 直接基于位移 抗震设计 钢框架

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钢框架减震结构拟动力试验 被引量：2

15

作者 王涛 张锡朋 +1 位作者 解晋珍 王啸霆 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期838-846,共9页

目的对一个首层薄弱的4层钢框架结构进行消能减震设计,研究该减震结构在不同地震烈度下的地震响应以及阻尼器的性能.方法根据日本隔震结构协会(JSSI)编写的《被动减震结构设计·施工手册》中介绍的被动消能减震设计方法,使用带缝钢... 目的对一个首层薄弱的4层钢框架结构进行消能减震设计,研究该减震结构在不同地震烈度下的地震响应以及阻尼器的性能.方法根据日本隔震结构协会(JSSI)编写的《被动减震结构设计·施工手册》中介绍的被动消能减震设计方法,使用带缝钢板阻尼器,基于该结构减震性能曲线进行减震设计,对该减震结构进行拟动力子结构试验.结果在小震、中震及大震下,该减震结构的最大层间位移计角在1/50以内,阻尼器不发生面外变形,也不产生裂缝,与结构共同抵抗侧力,保证结构不发生破坏.结论该减震结构具有良好的减震性能,所采用的带缝钢板阻尼墙能够发挥其滞回耗能性能,但在大震后面外失稳,需要提供足够的面外约束进一步提升其抗震性能. 展开更多

关键词 带缝金属阻尼器 钢框架 拟动力子结构试验 地震响应 减震性能

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钢管混凝土框架约束钢梁的耐火性能 被引量：2

16

作者 王广勇 张东明 韩蕊 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期388-394,共7页

为了解决钢梁的抗火设计问题,利用壳单元建立了钢梁耐火性能分析的有限元计算模型,对火灾下钢梁的破坏形态、内力变化和变形规律进行了研究,并研究了梁端边界条件对钢梁耐火性能的影响规律.同时,还将两端固结梁的耐火性能与框架梁进行... 为了解决钢梁的抗火设计问题,利用壳单元建立了钢梁耐火性能分析的有限元计算模型,对火灾下钢梁的破坏形态、内力变化和变形规律进行了研究,并研究了梁端边界条件对钢梁耐火性能的影响规律.同时,还将两端固结梁的耐火性能与框架梁进行了对比分析.研究表明,梁端边界条件影响钢梁的破坏形态;与两端固结梁相比,火灾下框架梁中产生的轴压力较小. 展开更多

关键词 约束钢梁 火灾 耐火性能 框架结构 破坏形态

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计层侵彻建筑物靶标模块化设计及应用 被引量：1

17

作者 谷建光 刘阳 +2 位作者 肖力田 施鹏 苏剑彬 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第11期74-78,共5页

完成了精确末制导弹药靶场试验领域,计层侵彻建筑物靶标模块化整体结构设计,提出了靶标修复条件、工艺以及靶标规模改变方案,提高了靶场试验效率。通过设计实例,验证了模块化设计可行性和实现效果。

关键词 模块化设计 建筑物靶标 钢框架 计层侵彻

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不同设防水平钢框架结构抗地震倒塌性能研究 被引量：1

18

作者 王元熙 王晨 +1 位作者 杜喜凯 刘京红 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期200-208,共9页

钢框架结构虽具有抗震性能优异的显著优点,但在强震作用下仍会不可避免的发生倒塌破坏,带来巨大的经济损失和人员伤亡。为保证钢框架结构的地震安全性,该文介绍了基于集中塑性铰模型的钢框架结构数值建模方法,进而基于增量动力分析(IDA... 钢框架结构虽具有抗震性能优异的显著优点,但在强震作用下仍会不可避免的发生倒塌破坏,带来巨大的经济损失和人员伤亡。为保证钢框架结构的地震安全性,该文介绍了基于集中塑性铰模型的钢框架结构数值建模方法,进而基于增量动力分析(IDA)方法,开展了5个不同设防水平五层三跨钢框架结构的抗倒塌性能分析。结果表明:集中塑性铰模型可准确模拟钢框架结构的地震灾变过程,并能显著提升计算效率;相同平立面布局下,随着抗震设防水平提高,钢框架结构的倒塌变形能力限值不断增大,以相同层间位移限值评估相同平立面布局不同设防水平钢框架结构的抗倒塌能力并不合理;按我国现行规范设计的不同设防水平钢框架结构的抗倒塌能力满足“大震不倒”的抗震设防要求,但其抗倒塌储备系数随设防水平提高不断降低。 展开更多

关键词 钢框架结构 抗倒塌性能 集中塑性铰模型 IDA分析 倒塌储备系数

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钢结构防火材料应用问题及对策探讨 被引量：1

19

作者 李海学 《武警学院学报》 2008年第8期62-64,共3页

介绍了钢结构防火涂料的分类及特性,分析了钢结构建筑在火灾中的特点,探讨了钢结构防火涂料在技术和应用方面存在的问题,提出了钢结构建筑防火涂料施工时应注意的事项等对策。

关键词 钢结构 防火涂料 存在问题 对策

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钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架耐火性能对比分析

20

作者 王广勇 王书庆 张东明 《建筑科学》 北大核心 2012年第5期1-4,共4页

对常温下承载能力和刚度接近的钢管混凝土柱—钢梁平面框架、型钢混凝土平面框架、钢筋混凝土平面框架火灾下的破坏形态和耐火极限进行了对比分析。研究表明,三种框架的破坏形态存在明显差别,钢管混凝土框架出现了钢梁破坏,其他两种框... 对常温下承载能力和刚度接近的钢管混凝土柱—钢梁平面框架、型钢混凝土平面框架、钢筋混凝土平面框架火灾下的破坏形态和耐火极限进行了对比分析。研究表明,三种框架的破坏形态存在明显差别,钢管混凝土框架出现了钢梁破坏,其他两种框架出现了受火柱破坏,型钢混凝土框架耐火性能最好。 展开更多

关键词 钢管混凝土 型钢混凝土 钢筋混凝土 框架结构 耐火性能

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