《拉索火災升溫和災後降溫全過程構件性能演變規律研究》是依託北京工業大學，由孫國軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：拉索火災升溫和災後降溫全過程構件性能演變規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫國軍
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
預應力空間鋼結構體系核心構件拉索由中心鋼絲和外層鋼絲扭捻構成，其構件性能（熱膨脹性能和高溫力學性能）受鋼絲之間的協同工作性能影響顯著。然而目前尚缺乏關於拉索火災升溫和災後降溫全過程構件性能的系統研究，導致拉索構件抗火性能不清晰，嚴重製約預應力空間鋼結構抗火分析設計理論的發展。基於此，本課題擬採用理論分析、數值模擬與試驗研究相結合的方式，圍繞拉索構件扭捻構成這一突出特點，考慮火災升溫和災後降溫全過程，研究鋼絲熱膨脹性能和力學性能變化規律，分析拉索構件鋼絲之間協同工作性能的變化規律，建立適用於火災全過程模擬分析的精細化有限元數值模型，推演拉索構件線膨脹係數變化規律的經驗公式，探索任意力-熱耦合作用途徑下拉索構件彈性模量和強度指標變化規律，最後通過試驗驗證理論分析的正確性和精細化有限元數值模型的準確性，全面揭示拉索火災升溫和災後降溫全過程構件性能演變規律，為預應力空間鋼結構抗火性能研究奠定基礎。
結題摘要
預應力空間鋼結構體系核心構件拉索由中心鋼絲和外層鋼絲扭捻構成，其構件性能受鋼絲之間的協同工作性能影響顯著。然而目前尚缺乏關於拉索火災升溫和災後降溫全過程構件性能的系統研究，導致拉索構件抗火性能不清晰，嚴重製約預應力空間鋼結構抗火分析設計理論的發展。本項目將採用理論分析、數值模擬與試驗研究相結合的方法，圍繞拉索構件火災全過程中拉索構件性能演變規律核心問題，對拉索構件精細化力學性能、熱膨脹性能、高溫蠕變性能開展了較為系統研究，建立了鋼拉索精細化仿真分析模型；推導並驗證了鋼拉索力學性能、熱膨脹性能、蠕變性能分析計算公式；獲得了Galfan索和不鏽鋼索高溫力學性能指標（抗拉極限強度、屈服強度、彈性模量）退化規律；揭示了Galfan索火災高溫作用下的力學行為。這些研究成果可以直接套用於已建成的預應力空間鋼結構抗火性能評估與高溫火災後安全評定和待建的預應力空間鋼結構性能化抗火分析設計。為完善預應力空間鋼結構抗火分析設計理論奠定基礎，從而推動預應力空間結構體系的防災減災技術的發展，具有顯著的科學意義和工程套用價值。
