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    钢管高强混凝土柱温度场的非线性

    2019-04-30   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合?#39318;?#20307;大小:
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     中国钢管信息港记者昨日获悉:焊缝的韧性指标要求低于母材。焊缝的韧性不起止裂作用,其数值只要能防止延性起裂就够了,母材的韧性则应大到足以阻止延性裂纹的扩展?#23548;?#19978;,焊缝比母材的强度更高,焊管的爆破试验最初的起裂点总是发生在母材上以Alliance输气管道为例,Alliance管?#34013;?#21152;拿大CAMPIPE公司生产的总长125km直径1067mm壁厚11.4mm钢级X70的直缝埋弧焊管的焊缝韧性要求值为CVN 36J,?#23548;?#36798;到的平均值为80J而?#28304;?#31867;钢管母材的止裂韧性要求为CVN> 215J,?#23548;?#36798;到的平均值为317J 5控制西气东输管道止裂韧性应采用的试验方法与试验设备气东输管道的止裂韧性预测,可以不作全尺寸爆破试验只在实验室中作以下的标?#38469;?#39564;:*用标?#38469;?#26679;的夏比冲击功CVN试验测定止裂能量;材料的塑性脆性转变温度;*用夏比冲击功系列温度试验测定材料的CVN-试验温度曲线,求得其上平台CVP值和上升上平台(如有)的CV100值(参见)对于本项目,不必进行全尺寸夏比冲击功试验,也不必进行其他类型的DWTT试验为保证测得的数据的可靠性,要求所用试验设备的最大能力应为所测数据的两?#23545;?#35745;西气东输管道管材的最大韧性值可达450J左右,因此各有关厂家和研究所应考虑DWTT试验机的能力,有专家建议应在6管道施工若采用空气试压对管材所需止裂韧性的影响以上关于西气东输管道的止裂韧性的预测值,前提为输送介?#36866;?#20197;甲烷为主的天?#40644;?#26368;大工作压力为10MPa管道埋设后的试压,应当以水为介质。这样即使因任何缺陷在压力下导致管道爆裂,由于减压波在水中的传播速度?#23545;?#22823;于钢管延性裂纹的传播速度,裂口将不致大幅度扩展若管道埋设后由于某些特殊原因,某一管段必须采用空气试压,则该段钢管所需的止裂韧性将高于原来对管道在输气工况下的预测值。这是因为:*西气东输管道工程对管道强度试压的要求是,1类地区强度试验的压力取为管道最大工作压力的1. 1倍,则试验时管道的环向应力将相应大10*.由于TCM预测模型中,管材所需的止裂韧性与其所承受的环向应力的平方成正比,当其他条件不变?#20445;?#31649;材的韧性在1类地区应相应加2%,并?#19968;?#38656;要考虑Leis修正系数?#19981;?#22240;此而大至于2类地区,情况较为复杂,具体分析如下:2类地区埋地管道的强度设计系数是0.6,为1类地区强度设计系数0.72的83.3%因此输气工况下的环向应力只是1类地区管道的83. 3%,而所需的止裂韧性与其所承受的环向应力的平方成正比,也就是只为1类地区的69.4%;由于强度设计系数不同,2类地区管道的壁厚将加20%而在TCM预测模型中,管材所需的止裂韧性与其壁厚的立方根成正比,则在输气工况下其韧性应比1类地区相应大6综合以上两因素,在输气工况下,2类0.738倍。若两种不同地区的钢管的韧性要求相同,可以将其看成是2类地区相对于1类地区的“韧性安全因数”
      
      现代钢结构钢管高强混凝土柱温度场的非线性有限元分析X冯九斌刘雪雁(哈尔滨工业大学哈尔滨150090)灾情况下的温度场。计算结果与试验结果吻合良好,并考虑了不同保护层厚度(混凝土和防火涂料)及不同直径对钢管混凝土温度场的影响,从而为进一步研究钢管高强混凝土的耐火极限和高温下的力学性能创造了条件。
      
      目前,钢管高强混凝土己?#36824;?#27867;地应用于?#23548;?#24037;程中111,而国内外尚未制定出相应的消防?#38469;?#35268;范,对钢管高强混凝土构件耐火性能的研究也很少。
      
      因此,有必要对钢管高强混凝土柱的耐火性能进行分析。基于这种情况,本文首先对钢管高强混凝土柱的温度场进行了分析。
      
      中国钢管信息港记者昨日获悉:采用一种有限单元和有限差分的混合解法,即在空间域内用有限单元网格划分,而在时间域内则用有限差分网格划分,这是一种成功的结合。因为它充分利用了有限单元法在空间域划分中的优点和有限差分法在时间?#24179;?#20013;的优点。本文在合理地确定火灾情况下钢管混凝土受火面边界条件的基础上,基于国内外许多学者对混凝土和钢材耐热性能及其影响因素的研究成果,利用有限单元和有限差分的混合解法对钢管高强混凝土(包括带有保护层的情况)的温度场进行了分析,理论计算结果得到试验结果的验证。
      
      1钢材和混凝土的热工性能钢材和混凝土的热工性能是研究钢管混凝土耐火性能的基础,合理地确定钢材和混凝土的热工性能参数是分析钢管混凝土温度场的重要前提。以往,国内外的许多学者进行了大量的研究工作,取得了一系列研究成果,本文将采用提供的钢材和混凝土的热工性能参数表达式进行钢管高强混凝土温度场的分析。
      
      高强混凝土在高温下的强度变化规律与普通混凝土相似12.高强混凝土在100~300*C时抗压强度比常温?#38470;?#20302;约10%~15%;温度在300~400*C?#20445;?#25239;压强度?#25351;矗?#29978;至超过常温时强度的8%~10%;继续加温度,混凝土强度则?#20013;陆擔?#21040;800C时仅及常温下的30%.高温也使混凝土的变*本项目由公安?#38752;?#30740;基金资助。
      
      第一作者:冯九斌男1966年5月出生博士研?#21487;?#24418;模量?#38470;擔?#20294;与混凝土的强度无关。但是,有关高强混凝土的另一份综述报告则特别强调高强混凝土的耐火性能不如普通混凝土,并强调设计?#21271;?#39035;注意这一问题。这份报告还认为,高强混凝土在高温下出现崩落的时间要比普通混凝土早,其原因可能是由于高强混凝土的密实性高,高温引起内部水?#21046;?#21270;,产生很高的孔隙压力不易扩散,孔隙压力超过混凝土的抗拉能力时就产生崩落。
      
      正是由于高强混凝土在高温下的强度变化规律与普通混凝土相似,本文才采用提供的钢材和混凝土的热工性能参数表达式进行钢管高强混凝土温度场的分析。但是,由于高强混凝土的耐火性能与普通混凝土又不尽相同,用提供的钢材和混凝土的热工性能参数表达式进行钢管高强混凝土温度场的分析是否合适,这正是本文所要论述的问题。作者对国外42个试验数据进行了计算分析,并做了7个真型试件的试验,认为采用普通混凝土的热工性能参数计算钢管高强混凝土?#24378;?#34892;的。根据在于?#28023;?)高强混凝土在高温下的强度变化规律与普通混凝土相似;(2)钢管混凝土构件不同于钢筋混凝土构件,由于核心混凝土处于三向应力之中分析钢管混凝土在高温下温度场的非线性有限元程序TFACFST,调整了空间域内用有限单元网格划分界面的方向,修订了直径D等参数,用来分析钢管高强混凝土在高温下的温度场。
      
      3试验验证建筑火灾发展分初起阶段、发展阶段和?#38470;到?#27573;。建筑火灾的初起阶段?#35805;?#26102;间很短,很快进入发展阶段发生剧烈的燃烧,然后变化趋于平缓,整个发展阶段?#20013;?#26102;间较长。国际标准升温曲线ISO― 834和加拿大升温曲线CAN4*2皿(如)?#38469;?#27169;拟?#23548;?#28779;灾而给出的火灾升温模型。程序TFACFST具有较强的通用性,只要适?#21271;?#21270;其中的某些参数,就可以进行平面问题或轴对称问题的计算。程序?#20161;?#29992;于均匀温度场,又适用于非均匀温度场的分析;?#20161;?#29992;于圆形截面,又适用于多边形(如正方形、矩形?#22303;?#36793;形等)截面的计算;?#20161;?#29992;于有保护层的情况,又适用于无保护层的情况。
      
      中国钢管信息港记者昨日获悉:利用程序TFACFST,?#36816;?#25628;集到的国内外的49个钢管混凝土构件在不同截面尺寸下的温度场实测结果进行了验算,计算结果和试验结果吻合良好。
      
      为加拿大所做的钢管高强混凝土温度场试验的实测结果与本文有限元计算结果的对比情况。构件升温按加拿大设计规程CAN4―S101规定的曲线进行。
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