小偏心荷载作用下三面受火型钢混凝土（SRC）柱耐火极限研究

论文摘要

型钢混凝土(SRC)柱具有承载力高,刚度大,抗震性能好等优点,近年来被广泛应用于多、高层建筑。柱作为结构中的竖向承重构件,其耐火性能对整个结构的火灾安全性影响巨大。目前对型钢混凝土柱的抗火性能研究主要针对四面均匀受火的情况,但是,火灾发生时,结构中的柱可能处于不同的受火方式,基于此,本文对三面受火型钢混凝土柱的抗火性能进行了试验研究和理论分析。具体内容如下:(1)进行了2根标准升温条件下三面受火型钢混凝土柱的耐火极限试验,测量了构件轴向变形及中部侧向变形,观察了混凝土的爆裂及构件破坏过程,获得了构件的耐火极限。(2)在总结、分析国内外已有研究成果的基础上,确定了高温下的材料热工参数和热力学性能,利用有限元软件ABAQUS建立了三面受火SRC柱三维非线性有限元模型,计算结果得到试验数据的验证。(3)进行了小偏心荷载作用下三面受火SRC柱抗火性能参数分析,分析了轴力比、偏心率、截面尺寸、含钢率、配筋率对三面受火SRC柱耐火极限的影响规律,研究表明:轴力比、偏心率、截面尺寸是三面受火型钢混凝土柱耐火极限的主要影响参数。(4)在大量参数分析的基础上,提出了三面受火SRC柱耐火极限的简化计算方法,以期为实际工程应用提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 型钢混凝土的特点和发展概况
• 1.2.1 型钢混凝土的特点
• 1.2.2 型钢混凝土的研究和发展
• 1.3 国内外抗火研究现状
• 1.4 研究意义
• 1.5 本文主要内容
• 第二章 钢材与混凝土的热工参数和热力学性能
• 2.1 引言
• 2.2 高温下混凝土的热工性能和力学性能
• 2.2.1 混凝土的热工性能
• 2.2.2 混凝土的热力学性能
• 2.3 高温下钢材的热工性能和力学性能
• 2.3.1 钢材的热工性能
• 2.3.2 钢材的热力学性能
• 2.4 本章小节
• 第三章 三面受火 SRC 柱耐火极限的试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验概况
• 3.2.1 试件设计与制作
• 3.2.2 试件材料强度
• 3.2.3 测点布置
• 3.3 试验装置及量测内容
• 3.3.1 试验炉和加载装置
• 3.3.2 试验量测内容
• 3.3.3 试验过程
• 3.4 试验结果及分析
• 3.4.1 试验现象
• 3.4.2 温度场
• 3.4.3 柱子轴向变形及侧向挠度
• 3.4.4 耐火极限
• 3.5 本章小结
• 第四章 三面受火 SRC 柱有限元分析
• 4.1 前言
• 4.2 截面温度场分析
• 4.2.1 火灾升温曲线
• 4.2.2 SRC 柱温度场计算原理
• 4.2.3 SRC 柱温度场计算模型
• 4.2.4 温度场有限元计算的验证
• 4.3 耐火极限有限元分析
• 4.3.1 有限元模型的建立
• 4.3.2 耐火极限有限元模型的验证
• 4.4 本章小结
• 第五章 三面受火 SRC 柱耐火极限参数分析及简化计算
• 5.1 引言
• 5.2 型钢混凝土柱耐火极限的影响参数分析
• 5.2.1 受压侧受火
• 5.2.2 受拉侧受火
• 5.3 耐火极限简化计算公式
• 5.3.1 受压侧受火时耐火极限简化计算公式
• 5.3.2 受拉侧受火时耐火极限简化计算公式
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介