【硕士】薄壁型钢混凝土梁柱节点抗火性能研究

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内容简介

　　【硕士】薄壁型钢混凝土梁柱节点抗火性能研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：华侨大学　　学位年度：2009　　 薄壁型钢－混凝土组合结构是一种新型的结构形式，正逐步应用于桥梁工程、多低层建筑、高层楼盖结构。为深入认识其耐火性能并为其防火保护提供依据，论文对薄壁型钢－混凝土梁-柱节点在ISO-834 标准升温曲线下的抗火性能进行了数值模拟理论研究。　　 论文在考虑材料非线性和几何非线性的基础上，采用有限单元与有限差分相结合的方法，编写了ANSYS 热分析程序，在计算程序得到相关文献验证的基础上，分析了梁-柱组合节点截面的温度场。其次，在得到相关文献验证良好的基础上建立了常温下求解梁-柱组合节点极限抗弯承载力的非线性有限元模型，为火灾下施加“静力荷载水平”提供了依据。然后，在运用ANSYS 进行结构抗火性能分析可行性论证的基础上，编制了计算梁-柱组合节点耐火极限的非线性有限元程序，并对梁-柱组合节点耐火极限影响因素进行了参数化分析。　　通过理论分析及有限元数值模拟计算，得到以下主要结论:(1) 在ISO-834 升温曲线的升温条件下，构件截面的温度场分布不均匀，单纯地采用临界温度来判定结构是否失效不准确；(2) 荷载水平对薄壁型钢-混凝土梁-柱节点的耐火极限影响很大；当荷载水平一定时，防火保护层厚度对梁-柱组合节点的耐火极限影响显著，而其他参数对梁-柱组合节点耐火极限影响较小；(3) 高温下薄壁型钢-混凝土梁-柱节点的破坏主要表现为钢板的局部屈曲；(4)薄壁型钢-混凝土梁-柱节点在不加防火保护时的耐火极限仅为15min-25min 左右，需要采取防火保护才能达到《建筑设计防火规范》规定的耐火极限要求；(5) 由于填充混凝土的吸热作用及其能有效阻止薄壁钢板局部屈曲的过早发生，梁-柱组合节点的抗火性能明显要好于同等条件的纯钢结构节点。　　

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