考慮火災(zāi)全過程的鋼管混凝土組合框架力學(xué)性能研究.pdf

1、由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)具有承載力高、抗震性能好、施工方便，特別是耐火性能好以及火災(zāi)后良好的可修復(fù)性等優(yōu)點，因此深入研究考慮火災(zāi)全過程的鋼管混凝土組合框架的力學(xué)性能，對于結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計以及火災(zāi)后評估修復(fù)具有重要的意義。本文對實際工程中鋼管混凝土組合框架在考慮常溫加載、火災(zāi)升溫、降溫以及火災(zāi)后四個復(fù)雜階段的力學(xué)性能和工作機(jī)理進(jìn)行了研究。具體進(jìn)行了以下三個方面的研究:
　　(1)通過選擇適合本文的合理的熱工參數(shù)模

2、型，火災(zāi)模型，以及邊界條件等的基礎(chǔ)上，運用有限元分析軟件ABAQUS建立考慮火災(zāi)全過程的鋼管混凝土柱-鋼梁組合框架的溫度場有限元模型，分析了不同受火時刻平面組合框架柱、組合梁構(gòu)件截面的溫度與時間變化規(guī)律，并與已有試驗進(jìn)行對比分析，以驗證模型的有效性。
　　(2)通過分析確定了常溫段、升溫段、降溫段和高溫后4個階段鋼材和核心混凝土以及鋼筋混凝土樓板的材料本構(gòu)關(guān)系模型，合理的網(wǎng)格劃分以及邊界條件等的基礎(chǔ)上，建立了考慮火災(zāi)全過程的鋼管混

3、凝土柱-組合梁框架的力學(xué)有限元模型，實現(xiàn)了對火災(zāi)升溫、降溫和外荷載共同作用下的鋼管混凝土組合框架的火災(zāi)全過程分析研究，并與常溫下以及未考慮降溫段（自然冷卻）的火災(zāi)后進(jìn)行對比分析，最后分析了鋼管混凝土框架在火災(zāi)全過程的工作機(jī)理，進(jìn)一步了解了該類結(jié)構(gòu)的抗火性能。
　　(3)對在外荷載和火災(zāi)升、降溫共同作用下影響鋼管混凝土柱-鋼梁組合框架的P-⊿骨架曲線參數(shù)進(jìn)行分析，包括:火災(zāi)荷載比、升溫時間比、含鋼率、鋼材的強(qiáng)度、混凝土的強(qiáng)度、框架柱