火災下方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點的力學性能和破壞機理.pdf

1、本文通過恒高溫下和火災下的有限元數(shù)值模擬,研究了恒高溫下方鋼管框架外伸端板連接節(jié)點和方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點的力學性能,以及火災下方鋼管框架外伸端板連接節(jié)點的溫度場和耐火性能,主要研究工作如下:
　　1)利用有限元軟件ABAQUS對方鋼管框架外伸端板連接節(jié)點和方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點建立了恒高溫下非線性有限元模型,分析了兩類節(jié)點的力學性能和破壞機理。研究了端板寬度bp、柱軸壓比n、螺栓直徑db、鋼材強度fcy、梁柱

2、屈服彎矩比km、鋼管厚度tc等參數(shù)在溫度為20℃、300℃、500℃、700℃、900℃時對兩類節(jié)點極限承載力和初始剛度的影響,獲得了高溫下節(jié)點彎矩-轉角關系曲線、節(jié)點破壞形態(tài)、抗彎承載能力影響系數(shù)和初始剛度影響系數(shù)。
　　2)通過有限元軟件ABAQUS模擬計算了方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點在標準火災升溫曲線ISO-834曲線作用下的溫度場分布,對三面、四面受火條件下節(jié)點的溫度場變化規(guī)律進行了分析,包括不同構件不同部位的溫度分

3、布曲線、溫度云圖分布和發(fā)展等。
　　3)進一步深入分析研究了升溫過程中方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點的溫度場與荷載耦合的復雜力學性能,首先確定了常溫、火災升溫階段的鋼材和核心混凝土的材料本構關系模型,建立了方鋼管混凝土柱端板連接節(jié)點的力學有限元模型,實現(xiàn)了對火災升溫和外荷載共同作用下的鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點的非線性有限元受力分析。分析了荷載比、螺栓預緊力、防火保護層厚度、材料特性、構件幾何尺寸等主要參數(shù)對節(jié)點模型的耐火極