Fire following an earthquake has be

Fire following an earthquake has been a major cause of damage in a number of historic seismic events. Considering the amount of damage and statistics showing a high probability for the occurrence of post- earthquake ignitions, there is a need to study the effects of seismic damage on the fire resistance of structures. Concrete­Filled Double-Skin Tube (CFDST) columns, special composite structures which have shown satisfactory performance under separate seismic loading and fire conditions, were studied in this research when subjected to post-earthquake fire scenarios.

Experimental studies were conducted to examine the behavior of concrete­filled double-skin tube (CFDST) columns exposed to fire after being subjected to simulated seismic loads. The experiments were conducted in two separate phases, consisting of the quasi-static cyclic tests followed by fire tests. Three nominally identical column specimens were constructed for these studies. One of the specimens was directly tested under fire to quantify its resistance in an undamaged condition. The other two specimens were first subjected to quasi-static cyclic lateral loads, imposing varying degrees of lateral drift to simulate two different seismic events with moderate and high damage levels before being exposed to fire. Both of the specimens were pushed to the maximum drift of 6-6.5% with different residual drifts of 1.4% and 3.9% for moderate and high damage levels, respectively.

The undamaged and damaged columns were then subjected to the same fire tests following the standard ASTM E119 (ASTM 2012) temperature-time curve while sustaining an axial load until the column failed due to global buckling. Local buckling of the tubes was also observed in the specimens due to the thermal expansion and separation from the concrete. Overall, the results showed marginal differences in the fire resistance of the three specimens, providing evidence for the resilient performance of these columns under post-earthquake fire scenarios. An additional quasi-static cyclic loading test was conducted on the specimen that had been exposed to fire without any prior damage, to investigate the behavior of the column subjected to seismic loads after the fire test. Again, differences in behavior were modest, except for a 5.7% drop in strength attributed to permanent degradation in material properties due to the fire test.

In addition to the experimental studies, detailed finite element analyses were conducted using ABAQUS and LS-DYNA to simulate the behavior of CFDST columns subjected to post-earthquake fires. The models were shown to be capable of replicating the experimental results with sufficient accuracy. A simplified step by step analytical procedure was proposed for calculation of the axial load capacity of CFDST columns subjected to fire. The procedure was defined based on an analytical solution to the heat transfer problem and calculation of axial load capacity using the fire-modified material properties. A number of design recommendations, based on the knowledge gained from the experimental and analytical studies, were proposed for CFDST columns subjected to fire.

Kết quả (Việt) 1:

Cháy sau trận động đất đã có một nguyên nhân chính gây thiệt hại trong một số sự kiện lịch sử địa chấn. Xem xét số lượng thiệt hại và các số liệu thống kê Hiển thị một xác suất cao của sự xuất hiện của sau động đất ignitions, có là một nhu cầu để nghiên cứu những ảnh hưởng của địa chấn thiệt hại khả năng kháng cháy của các cấu trúc. Cột ConcreteFilled làn da đôi ống (CFDST), đặc biệt cấu trúc hỗn hợp mà có hiển thị các hiệu suất đạt yêu cầu theo riêng biệt địa chấn tải và cháy, điều kiện, được nghiên cứu trong nghiên cứu này khi phải chịu sau trận động đất cháy kịch bản.Các nghiên cứu thực nghiệm đã được tiến hành để kiểm tra hành vi của concretefilled làn da đôi ống (CFDST) cột tiếp xúc với lửa sau khi phải chịu sự mô phỏng tải địa chấn. Các thí nghiệm được tiến hành ở hai giai đoạn riêng biệt, bao gồm các quasi-tĩnh cyclic thử nghiệm tiếp theo lửa thử nghiệm. Ba mẫu vật giống hệt nhau trên danh nghĩa cột đã được xây dựng cho các nghiên cứu này. Một trong các mẫu vật được trực tiếp thử nghiệm dưới lửa để định lượng cuộc kháng chiến trong một điều kiện không bị hư hại. Hai mẫu vật đầu tiên đã phải chịu để quasi-tĩnh tải bên cyclic, áp đặt các mức độ khác nhau của trôi dạt bên để mô phỏng các sự kiện địa chấn hai khác nhau với mức độ thiệt hại trung bình và cao trước khi được tiếp xúc với lửa. Cả hai của các mẫu vật đã được thúc đẩy để trôi tối đa là 6-6,5% với khác nhau dư drifts 1,4% và 3,9% thiệt hại trung bình và cao cấp, tương ứng.Các cột không bị hư hại và bị hư hại sau đó đã phải chịu để cùng cháy các xét nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM E119 đường cong nhiệt độ-thời gian (ASTM 2012) trong khi duy trì một tải trọng trục đến cột không thành công do sự oằn toàn cầu. Oằn địa phương của các ống được cũng quan sát thấy trong các mẫu vật do nhiệt mở rộng và tách ra khỏi bê tông. Nhìn chung, kết quả cho thấy biên khác biệt trong khả năng kháng cháy của ba mẫu vật, cung cấp bằng chứng cho hiệu suất đàn hồi của các cột theo sau trận động đất cháy kịch bản. Một bổ sung quasi-tĩnh cyclic tải thử nghiệm được tiến hành trên mẫu mà đã được tiếp xúc để chữa cháy mà không có bất kỳ thiệt hại trước, để điều tra hành vi của các cột phải chịu tải địa chấn sau khi thử nghiệm bắn. Một lần nữa, sự khác biệt trong hành vi đã được khiêm tốn, ngoại trừ giảm 5,7% sức mạnh do suy thoái vĩnh viễn trong các thuộc tính tài liệu do các bài kiểm tra ngọn lửa.Ngoài các nghiên cứu thực nghiệm, phân tích chi tiết các phần tử hữu hạn được thực hiện bằng cách sử dụng ABAQUS và LS-DYNA để mô phỏng hành vi CFDST cột chịu các trận động đất sau vụ cháy. Các mô hình đã được hiển thị để có khả năng sao chép kết quả thử nghiệm với độ chính xác đầy đủ. Một bước đơn giản hóa thủ tục phân tích được đề nghị để tính toán công suất tải trọng trục của CFDST cột chịu lửa. Các thủ tục đã được xác định dựa trên một giải pháp phân tích nhiệt chuyển vấn đề và tính toán khả năng trục tải bằng cách sử dụng lửa-sửa đổi thuộc tính tài liệu. Một số thiết kế đề nghị, dựa trên kiến thức thu được từ các nghiên cứu thực nghiệm và phân tích, đã được đề xuất cho CFDST cột chịu lửa.

Kết quả (Việt) 2:

Cháy sau một trận động đất đã là một nguyên nhân chính gây thiệt hại trong một số sự kiện địa chấn lịch sử. Xem xét số tiền thiệt hại và số liệu thống kê cho thấy một xác suất cao cho sự xuất hiện của ignitions hậu động đất, có một nhu cầu để nghiên cứu ảnh hưởng của thiệt hại động đất trên chịu lửa của kết cấu. ConcreteFilled ống Double-da (CFDST) cột, kết cấu composite đặc biệt đó đã cho thấy kết quả làm việc dưới bốc lửa điều kiện địa chấn riêng biệt, đã được nghiên cứu trong nghiên cứu này khi bị kịch bản đám cháy sau trận động đất.

Nghiên cứu thực nghiệm đã được tiến hành để kiểm tra hành vi của concretefilled ống hai da (CFDST) cột tiếp xúc với lửa sau khi chịu tải trọng động đất mô phỏng. Các thí nghiệm được tiến hành trong hai giai đoạn riêng biệt, bao gồm các bài kiểm tra theo chu kỳ gần như tĩnh tiếp theo kiểm tra lửa. Ba mẫu cột trên danh nghĩa tự cũng đã được xây dựng cho những nghiên cứu này. Một trong những mẫu đã được thử nghiệm trực thuộc lửa để định lượng kháng của nó trong một điều kiện không bị hư hại. Hai mẫu vật khác lần đầu tiên đã phải chịu tải trọng ngang cyclic quasi-tĩnh, áp đặt mức độ khác nhau trôi dạt bên để mô phỏng hai sự kiện địa chấn khác nhau với mức độ thiệt hại trung bình và cao trước khi được tiếp xúc với lửa. Cả hai mẫu vật đã được đẩy lên trôi tối đa 6-6,5% với trôi còn lại khác nhau là 1,4% và 3,9% đối với mức độ thiệt hại trung bình và cao, tương ứng.

Các cột không bị hư hại và tổn thương đã được sau đó chịu sự kiểm tra lửa cùng sau tiêu chuẩn ASTM E119 (ASTM 2012) đường cong nhiệt độ-thời gian trong khi duy trì một tải trọng trục cho đến khi cột đã thất bại do oằn toàn cầu. Oằn cục bộ của ống cũng được quan sát thấy trong các mẫu vật do sự giãn nở nhiệt và tách từ bê tông. Nhìn chung, kết quả cho thấy sự khác biệt biên trong kháng lửa của ba mẫu, cung cấp bằng chứng cho hiệu suất đàn hồi của các cột này theo các kịch bản đám cháy sau trận động đất. Một thử nghiệm gần như tĩnh theo chu kỳ nạp bổ sung được tiến hành trên các mẫu vật đã được tiếp xúc với lửa mà không có bất kỳ thiệt hại trước, để điều tra hành vi của các cột chịu tải trọng động đất sau khi thử lửa. Một lần nữa, sự khác biệt trong hành vi là khiêm tốn, trừ giảm 5,7% trong sức mạnh do suy thoái lâu dài trong các thuộc tính vật liệu do các thử lửa.

Ngoài các nghiên cứu thực nghiệm, phân tích phần tử hữu hạn chi tiết được tiến hành sử dụng ABAQUS và LS-DYNA để mô phỏng hành vi của cột CFDST bị cháy sau trận động đất. Các mô hình đã được chứng minh là có khả năng nhân rộng các kết quả thử nghiệm với đủ độ chính xác. Một bước đơn giản bởi bước thủ tục phân tích đã được đề xuất để tính tải trọng trục của cột CFDST chịu lửa. Các thủ tục được xác định dựa trên một giải pháp phân tích cho vấn đề truyền nhiệt và tính toán khả năng chịu tải dọc trục bằng cách sử dụng đặc tính vật liệu cháy sửa đổi. Một số khuyến nghị thiết kế, dựa trên những kiến thức thu được từ các nghiên cứu thực nghiệm và phân tích, đã được đề xuất cho các cột CFDST chịu lửa.