火災(zāi)下方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能和破壞機(jī)理.pdf

1、本文通過恒高溫下和火災(zāi)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(diǎn)和方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能,以及火災(zāi)下方鋼管框架外伸端板連接節(jié)點(diǎn)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(diǎn)和方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點(diǎn)建立了恒高溫下非線性有限元模型,分析了兩類節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能和破壞機(jī)理。研究了端板寬度bp、柱軸壓比n、螺栓直徑db、鋼材強(qiáng)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(shí)對兩類節(jié)點(diǎn)極限承載力和初始剛度的影響,獲得了高溫下節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線、節(jié)點(diǎn)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(jì)算了方鋼管混凝土框架外伸端板連接節(jié)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)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(diǎn)的溫度場變化規(guī)律進(jìn)行了分析,包括不同構(gòu)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(jìn)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(diǎn)的溫度場與荷載耦合的復(fù)雜力學(xué)性能,首先確定了常溫、火災(zāi)升溫階段的鋼材和核心混凝土的材料本構(gòu)關(guān)系模型,建立了方鋼管混凝土柱端板連接節(jié)點(diǎn)的力學(xué)有限元模型,實(shí)現(xiàn)了對火災(zāi)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(diǎn)的非線性有限元受力分析。分析了荷載比、螺栓預(yù)緊力、防火保護(hù)層厚度、材料特性、構(gòu)件幾何尺寸等主要參數(shù)對節(jié)點(diǎn)模型的耐火極