基本信息
- 項目名稱:
- 火災(zāi)后鋼筋混凝土板力學(xué)性能評估
- 小類:
- 信息技術(shù)
- 簡介:
- 評估思路采用考慮火災(zāi)與荷載耦合的火災(zāi)后構(gòu)件力學(xué)性能評估思路,首先確定構(gòu)件過火溫度場,并進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度場分析,獲得溫度場分析結(jié)果,進行火災(zāi)后構(gòu)件溫度和荷載的耦合分析。得出火災(zāi)后構(gòu)件承載能力和剛度變化規(guī)律。 研究基于非線性有限元軟件ABAQUS平臺,結(jié)合計算評估工作的需要,建立了混凝土樓板的非線性有限元分析模型,進行火災(zāi)前、火災(zāi)全過程和加固后的力學(xué)性能計算,對其承載能力進行評估。
- 詳細(xì)介紹:
- 評估思路采用考慮火災(zāi)與荷載耦合的火災(zāi)后構(gòu)件力學(xué)性能評估思路,即首先確定構(gòu)件過火溫度場,并進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度場分析,獲得溫度場分析結(jié)果,進行火災(zāi)后構(gòu)件溫度和荷載的耦合分析。得出火災(zāi)后構(gòu)件承載能力和剛度變化規(guī)律。 研究基于非線性有限元軟件ABAQUS平臺,結(jié)合計算評估工作的需要,建立了混凝土樓板的非線性有限元分析模型,進行火災(zāi)前、火災(zāi)全過程(未加固)和加固后的力學(xué)性能計算,對其承載能力進行評估。 混凝土板力學(xué)性能評估的內(nèi)容為火災(zāi)后板的極限承載能力和加固后板的極限承載能力,為結(jié)構(gòu)加固設(shè)計提供參考,火災(zāi)后構(gòu)件的抗力計算時常溫下材料強度均采用規(guī)范設(shè)計值,火災(zāi)后材料強度隨過火溫度變化規(guī)律采用規(guī)范或相關(guān)文獻中提供的數(shù)值,因此,火災(zāi)后構(gòu)件抗力(極限荷載或承載能力)的計算值可近似認(rèn)為是構(gòu)件抗力的設(shè)計值。 依照上述方法對過火混凝土樓板進行評估后,得出的結(jié)果符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50010-2002 以及《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》 GB50367-2006 中相關(guān)力學(xué)性能的要求,并 且與《火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能》(吳波)以及《鋼結(jié)構(gòu)及鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)抗 火設(shè)計》(李國強,韓林海等)等學(xué)術(shù)著作中對過火混凝土的相關(guān)研究結(jié)論一致,評估達(dá)到 預(yù)期的目的。同時,本方法也可為到其他鋼筋混凝土過火建筑的評估修復(fù)做出技術(shù)支持。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 對火災(zāi)作用后的高層建筑主體結(jié)構(gòu)中混凝土樓板進行有限元計算分析,對加固前后的構(gòu)件承載能力和相關(guān)力學(xué)性能進行評估,為其修復(fù)加固設(shè)計提供依據(jù),得出結(jié)論可供有關(guān)工程參考。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本項目根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場檢測調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果,對受火后的構(gòu)件的殘余承載力、變形和剛度進行評估,并對加固后構(gòu)件的承載力、剛度、變化規(guī)律進行分析。 研究基于非線性有限元軟件ABAQUS平臺,結(jié)合計算評估工作的實際需要,建立混凝土樓板的非線性有限元分析模型,進行火災(zāi)前、火災(zāi)全過程(未加固)和加固后的力學(xué)性能計算,對其承載能力進行評估。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 通過研究混凝土火災(zāi)后結(jié)構(gòu)性能評估,研究其承載能力的變化規(guī)律,從而為修復(fù)加固設(shè)計提供資料,以供有關(guān)工程參考。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 評估思路采用考慮火災(zāi)與荷載耦合的火災(zāi)后構(gòu)件力學(xué)性能評估思路,即首先確定構(gòu)件過火溫度場,并進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度場分析,獲得溫度場分析結(jié)果,進行火災(zāi)后構(gòu)件溫度和荷載的耦合分析。得出火災(zāi)后構(gòu)件承載能力和剛度變化規(guī)律。 研究基于非線性有限元軟件ABAQUS平臺,結(jié)合計算評估工作的需要,建立了混凝土樓板的非線性有限元分析模型,進行火災(zāi)前、火災(zāi)全過程(未加固)和加固后的力學(xué)性能計算,對其承載能力進行評估。 鋼筋混凝土板力學(xué)性能評估的內(nèi)容為火災(zāi)后板的極限承載能力和加固后板的極限承載能力,為結(jié)構(gòu)加固設(shè)計提供參考,火災(zāi)后構(gòu)件的抗力計算時常溫下材料強度均采用規(guī)范設(shè)計值,火災(zāi)后材料強度隨過火溫度變化規(guī)律采用規(guī)范或相關(guān)文獻中提供的數(shù)值,因此,火災(zāi)后構(gòu)件抗力(極限荷載或承載能力)的計算值可近似認(rèn)為是構(gòu)件抗力的設(shè)計值。 按照上述方法計算了火災(zāi)前后板的極限荷載大小、下降幅度以及整個保護層加固后板極限荷載的變化情況,以此進行判斷火災(zāi)后樓板的結(jié)構(gòu)損傷的嚴(yán)重程度以及加固方案的可行性。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 情況屬實。
參考文獻
- [1]《火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能》 吳波 著 [2]《ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實例詳解》 王玉鐲 傅傳國 著 [3]《鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗火試驗研究》 姚亞雄 朱伯龍 著 [4]《鋼結(jié)構(gòu)及鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計》 李國強 韓林海 樓國彪 蔣首超 著 [5] 國檢中心檢測報告《BETC-JG-2009-1(A)》 [6]《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(CECS252:2009) [7]《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)程》(CECS 200-2006) [8]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ50010-2002) [9]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)研究成果主要有:(1)結(jié)構(gòu)受火溫度??筛鶕?jù)以下情況綜合分析:混凝土表面顏色的變化與溫度有關(guān):300℃以下顏色不變,300~600℃轉(zhuǎn)為粉紅至紅色,600~950℃轉(zhuǎn)為灰白至淡黃,大于950℃則為灰黃色;現(xiàn)場材料取證;構(gòu)件外觀狀況:300℃以下無顯著變化,300~600℃表面開裂,石英質(zhì)骨料發(fā)生爆裂,600~900℃混凝土剝落起殼,輕擊后脫離,部分鋼筋外露,表面疏松,900℃以上表面呈粉末狀,至1200 ℃熔融;掃瞄電子顯微鏡與X射線衍射分析;碳化深度檢測:混凝土正常碳化通常發(fā)生在表面,火災(zāi)引起的碳化可出現(xiàn)在內(nèi)部。用碳化深度可檢測受火表面溫度。 (2)混凝土高溫后力學(xué)性能?;炷恋目箟簭姸?、抗拉強度、粘結(jié)強度、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系等均與溫度有關(guān),當(dāng)溫度確定后,均可予以推斷。混凝土強度還可用鉆芯取樣、回彈儀檢測、超聲檢測等方法直接測得,并進行綜合評價。 (3)鋼筋高溫后力學(xué)性能。包括屈服強度、極限強度、彈性模量等也與溫度有關(guān),可通過由實驗得出的經(jīng)驗公式計算獲得。 (4)結(jié)構(gòu)殘余承載力。從混凝土與鋼筋高溫后的強度可計算火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的殘余承載力(結(jié)構(gòu)承載力因受高溫作用而下降)。必要時可在火災(zāi)現(xiàn)場不同區(qū)域選取典型構(gòu)件進行加載試驗。 (5)結(jié)構(gòu)損傷度。結(jié)構(gòu)災(zāi)后損傷程度分為4級:1級為輕度損傷,只是表面裝飾部分遭受損壞,或表面損傷輕微,結(jié)構(gòu)本體完好。2級為中度損傷,損傷深度達(dá)到混凝土保護層,使保護部分剝落,但受拉主筋未受損傷,構(gòu)件整體性好,變形不超過規(guī)范規(guī)定值。3級為嚴(yán)重?fù)p傷,混凝土保護層大片剝落、主筋外露,粘結(jié)力破壞,構(gòu)件明顯變形。4級為嚴(yán)重破壞,混凝土構(gòu)件表面大面積損傷剝落、嚴(yán)重開裂,結(jié)構(gòu)變形很大,構(gòu)件遭到嚴(yán)重破壞,已成為危險結(jié)構(gòu)。 (6)修復(fù)措施。對于損傷度為1~3級的結(jié)構(gòu),可分別采取相應(yīng)的技術(shù)措施予以修復(fù),由有關(guān)部門應(yīng)提出結(jié)構(gòu)修復(fù)的技術(shù)文本。