預(yù)應(yīng)力軸心受力鋼構(gòu)件抗火性能結(jié)題摘要

預(yù)應(yīng)力軸心受力構(gòu)件是預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分?；馂?zāi)作用下，預(yù)應(yīng)力對軸心受力構(gòu)件的抗火性能是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的核心問題。項(xiàng)目以火災(zāi)高溫下預(yù)應(yīng)力軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件的抗火性能為研究對象，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力材料高溫本構(gòu)關(guān)系和蠕變試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值分析手段進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件在火災(zāi)下的力學(xué)性能研究。通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線火災(zāi)下的蠕變試驗(yàn)，提出了工程中1860級鋼絞線的蠕變模型。另外，進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力軸心受力鋼構(gòu)件在火災(zāi)作用下的試驗(yàn)，研究了火災(zāi)中的預(yù)應(yīng)力剛性構(gòu)件及索的內(nèi)力、軸向剛度隨時(shí)間的變化規(guī)律、破壞形態(tài)及臨界溫度，同時(shí)對理論分析和數(shù)值計(jì)算方法的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，通過參數(shù)分析，確定了影響預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件高溫抗火性能的主要因素。明確了預(yù)應(yīng)力軸心鋼構(gòu)件火災(zāi)高溫下的內(nèi)力變化、剛度變化及破壞的形成機(jī)制。通過理論分析、數(shù)值計(jì)算建立了預(yù)應(yīng)力構(gòu)件火災(zāi)高溫下計(jì)算模型和承載力驗(yàn)算方法。在全面分析和研究基礎(chǔ)上，提出了預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)的實(shí)用設(shè)計(jì)方法。 2100433B

預(yù)應(yīng)力軸心受力構(gòu)件是預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分。火災(zāi)作用下，預(yù)應(yīng)力對軸心受力構(gòu)件的抗火性能產(chǎn)生怎樣影響，是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的核心問題。項(xiàng)目以火災(zāi)高溫下預(yù)應(yīng)力軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件的抗火性能為研究對象，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力材料高溫本構(gòu)關(guān)系和蠕變試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值分析手段進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件在火災(zāi)下的力學(xué)性能研究。輔以典型預(yù)應(yīng)力軸心受力鋼構(gòu)件在火災(zāi)作用下的試驗(yàn)，研究火災(zāi)中的預(yù)應(yīng)力剛性構(gòu)件及索的內(nèi)力、軸向剛度隨時(shí)間的變化規(guī)律、破壞形態(tài)及臨界溫度，同時(shí)對理論分析和數(shù)值計(jì)算方法的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，通過參數(shù)分析，甄別影響預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件高溫抗火性能的主要因素。探索預(yù)應(yīng)力軸心鋼構(gòu)件火災(zāi)高溫下的內(nèi)力變化、剛度變化及破壞的形成機(jī)制。通過理論分析、數(shù)值計(jì)算建立預(yù)應(yīng)力構(gòu)件火災(zāi)高溫下計(jì)算模型和承載力驗(yàn)算方法。研究成果有助于加深預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件火災(zāi)下的性能的認(rèn)識，促進(jìn)預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件在工程中的應(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)是由剛性上弦、預(yù)應(yīng)力拉索及腹桿連接形成的混合雜交自平衡結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)受力合理，自重輕，近年來廣泛應(yīng)用于大跨結(jié)構(gòu)屋蓋體系中。然而，由于結(jié)構(gòu)中存在預(yù)應(yīng)力，拉索錨固節(jié)點(diǎn)鑄體材料熔點(diǎn)低，且高溫下預(yù)應(yīng)力索體強(qiáng)度退化更為嚴(yán)重等因素，張弦梁結(jié)構(gòu)抗火性能比普通結(jié)構(gòu)鋼更差。但是，國內(nèi)外對于預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)抗火研究很少，在工程實(shí)踐中按普通鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)，造成極大的安全隱患。本項(xiàng)目通過試驗(yàn)研究、理論分析，從材料、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)層次對預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)抗火關(guān)鍵技術(shù)問題開展了較為的系統(tǒng)研究：1）對1860MPa級鋼絲進(jìn)行了高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)試驗(yàn)研究，揭示了溫度對熱膨脹系數(shù)的影響，建立了高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)擬合公式；2）對1860MPa級鋼絞線、1860MPa級預(yù)應(yīng)力鋼絲等進(jìn)行了高溫穩(wěn)態(tài)拉伸試驗(yàn)研究，建立屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、彈性模量與溫度之間的關(guān)系模型、以及高溫應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系模型，給出了抗火設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)取值；3）對預(yù)應(yīng)力索進(jìn)行了高溫應(yīng)力損失試驗(yàn)研究，研究了不同溫度、不同初始應(yīng)力下的應(yīng)力損失規(guī)律，提出預(yù)應(yīng)力索高溫應(yīng)力損失理論算法；4）研究提出了5種預(yù)應(yīng)力索體防火保護(hù)方法，并通過標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫試驗(yàn)，對方法有效性、可行性進(jìn)行了驗(yàn)證；5）對鋼絞線-熱鑄錨錨固節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了耐火性能試驗(yàn)研究，建立了錨固節(jié)點(diǎn)高溫承載力計(jì)算公式；6）對預(yù)應(yīng)力張弦梁進(jìn)行了抗火試驗(yàn)，研究了火災(zāi)全過程中索體內(nèi)力、張弦梁變形、溫度分布隨時(shí)間的變化規(guī)律，以及初始預(yù)應(yīng)力水平、荷載比、火災(zāi)升溫曲線對張弦梁抗火性能的影響，揭示了破壞模式與破壞機(jī)理；7）對預(yù)應(yīng)力張弦梁進(jìn)行了有限元數(shù)值參數(shù)分析，重點(diǎn)研究了初始預(yù)應(yīng)力比、荷載比、受火條件等因素對張弦梁抗火性能的影響；進(jìn)而提出了預(yù)應(yīng)力張弦梁抗火安全判定準(zhǔn)則、抗火承載力實(shí)用計(jì)算方法以及防火設(shè)計(jì)方法。本項(xiàng)目研究結(jié)果對預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值，對于預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)抗火研究也具有參考意義。 2100433B

鄭文忠、侯曉萌、閆凱編寫的《預(yù)應(yīng)力混凝土高溫性能及抗火設(shè)計(jì)》共分12章，內(nèi)容包括：預(yù)應(yīng)力鋼筋的高溫力學(xué)性能；非預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土的高溫力學(xué)性能；截面溫度場計(jì)算；預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板抗火性能試驗(yàn)與分析；預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁抗火性能試驗(yàn)與分析；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板抗火性能試驗(yàn)與分析；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁抗火性能試驗(yàn)與分析；火災(zāi)下構(gòu)件混凝土爆裂判別與控制；火災(zāi)下預(yù)應(yīng)力混凝土梁板非線性分析方法；對足尺有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁板抗火性能非線性分析；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法；預(yù)應(yīng)力混凝土工程火災(zāi)后結(jié)構(gòu)修復(fù)實(shí)例。

本書可供從事土木工程專業(yè)的科研、設(shè)計(jì)和施工人員參考，也可作為高等學(xué)校土木工程專業(yè)研究生和高年級本科生的參考用書。

預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)是工程常用的大跨度結(jié)構(gòu)形式。由于火災(zāi)下鋼材性能退化和熱膨脹導(dǎo)致拉索預(yù)應(yīng)力嚴(yán)重?fù)p失、拉索錨固節(jié)點(diǎn)鑄體材料（低熔點(diǎn)鋅銅合金、環(huán)氧樹脂）熔點(diǎn)低等不利因素影響，張弦梁結(jié)構(gòu)抗火性能遠(yuǎn)比普通鋼結(jié)構(gòu)差，但目前國內(nèi)外對此研究很少。為此，本項(xiàng)目擬采用試驗(yàn)和有限元理論、基于極限平衡狀態(tài)的溫度增量迭代分析法相結(jié)合的研究方法，從材料、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)層次對預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)抗火關(guān)鍵技術(shù)問題開展系統(tǒng)研究，揭示火災(zāi)作用對索體材料力學(xué)物理性能、索體錨固節(jié)點(diǎn)受力性能、預(yù)應(yīng)力張弦梁受力性能的影響規(guī)律，建立索體材料的熱膨脹系數(shù)、強(qiáng)度、彈性模量與溫度之間關(guān)系模型以及高溫應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系模型，建立火災(zāi)下索體升溫及預(yù)拉力損失簡化計(jì)算方法、索體錨固節(jié)點(diǎn)防火設(shè)計(jì)方法、張弦梁抗火承載力實(shí)用計(jì)算方法，提出預(yù)應(yīng)力張弦梁抗火安全準(zhǔn)則，系統(tǒng)地解決預(yù)應(yīng)力張弦梁抗火分析及防火設(shè)計(jì)問題，為工程設(shè)計(jì)及規(guī)范編制提供依據(jù)。