發(fā)布時(shí)間：2018-04-19 03:28

  本文選題：鋼管約束鋼筋混凝土柱 + 火災(zāi)　； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：鋼管約束鋼筋混凝土柱具有承載能力高、抗震性能好、與鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),近年來在高層建筑與大跨結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。但目前尚無關(guān)于火災(zāi)下或火災(zāi)后鋼管約束鋼筋混凝土柱力學(xué)性能的研究,也無相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程可參考。為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限,并合理評(píng)估火災(zāi)后鋼管約束鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷程度,開展了火災(zāi)下鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火性能以及火災(zāi)后鋼管約束鋼筋混凝土柱剩余力學(xué)性能研究,主要研究工作與成果包括:(1)進(jìn)行了4個(gè)ISO 834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱足尺明火試驗(yàn),以及1個(gè)鋼管混凝土柱對(duì)比試驗(yàn),考察了荷載比和構(gòu)件模式對(duì)火災(zāi)下鋼管約束鋼筋混凝土柱的變形和耐火極限的影響。通過試驗(yàn)獲得了火災(zāi)作用下構(gòu)件截面關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)溫度、軸向變形-時(shí)間關(guān)系曲線、耐火極限以及破壞模式。試驗(yàn)結(jié)果表明,荷載比對(duì)鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限影響顯著,隨荷載比增加,耐火極限顯著降低;與鋼管混凝土柱相比,鋼管約束鋼筋混凝土柱具有更好的抗火性能。(2)基于ABAQUS有限元軟件,采用順序熱力耦合的方式,建立了標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場(chǎng)和耐火極限的有限元模型;分析了升溫時(shí)間、截面尺寸和含鋼率對(duì)鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場(chǎng)的影響規(guī)律,以及荷載比、截面尺寸、長(zhǎng)細(xì)比、材料強(qiáng)度、含鋼率和配筋率等因素對(duì)耐火極限的影響規(guī)律。分析表明,鋼管的溫度主要取決于升溫時(shí)間,而混凝土的溫度則與升溫時(shí)間和截面尺寸均相關(guān),在此基礎(chǔ)上,確定了鋼管約束鋼筋混凝土柱中鋼管、鋼筋以及混凝土溫度的簡(jiǎn)化計(jì)算公式;在構(gòu)件常溫承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,引入高溫對(duì)材料力學(xué)性能的影響,提出了標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算公式,可用于鋼管約束鋼筋混凝土柱耐火極限的預(yù)測(cè)。(3)進(jìn)行了26個(gè)ISO 834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱剩余力學(xué)性能試驗(yàn),考察了升溫時(shí)間、長(zhǎng)細(xì)比、偏心距、混凝土強(qiáng)度、截面尺寸等因素對(duì)火災(zāi)后鋼管約束鋼筋混凝土柱力學(xué)性能的影響規(guī)律。通過試驗(yàn)實(shí)測(cè)了ISO 834標(biāo)準(zhǔn)升、降溫過程中鋼管約束鋼筋混凝土截面關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)溫度、火災(zāi)后構(gòu)件的荷載-位移關(guān)系曲線、荷載-鋼管應(yīng)變關(guān)系曲線以及剩余承載力,并獲得了構(gòu)件的破壞模式。試驗(yàn)結(jié)果表明,混凝土溫度存在明顯的滯后效應(yīng),構(gòu)件的承載力隨著截面尺寸與混凝土強(qiáng)度的增加逐漸增加,而隨著受火時(shí)間、長(zhǎng)細(xì)比和偏心距的增加不斷降低,火災(zāi)后構(gòu)件均發(fā)生整體失穩(wěn)破壞,并具有較好的延性與變形能力。(4)基于ABAQUS有限元軟件建立了ISO 834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱力學(xué)性能分析模型,并驗(yàn)證了模型的可靠性;分析了升溫時(shí)間、截面尺寸、長(zhǎng)細(xì)比、偏心率、材料強(qiáng)度、含鋼率、配筋率等因素對(duì)火災(zāi)后鋼管約束鋼筋混凝土柱剩余承載力與剛度的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后構(gòu)件剛度比承載力的降低幅度更大;提出了ISO 834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱強(qiáng)度承載力、穩(wěn)定承載力、壓彎承載力以及軸壓剛度的簡(jiǎn)化計(jì)算公式,可為火災(zāi)作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱的損傷評(píng)估提供參考。
[Abstract]:In this paper , the influence of load ratio , cross - sectional dimension , length - to - fine ratio , material strength , steel - bearing ratio and reinforcement ratio on the temperature field of steel - filled reinforced concrete columns under fire are studied . The results include : ( 1 ) the influence of load ratio and steel ratio on the temperature field of steel tube - confined reinforced concrete columns under fire . ( 3 ) The mechanical properties of steel tube restrained reinforced concrete columns after fire were studied . The influence of temperature rise time , length - to - fine ratio , eccentricity , concrete strength and cross - sectional dimension on the mechanical properties of reinforced concrete columns were investigated .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU375.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 堯國(guó)皇,韓林海;鋼管約束混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2004年06期

2 郭蘭慧;張素梅;劉界鵬;;不同加載模式下方鋼管混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究與理論分析[J];工程力學(xué);2008年09期

3 劉永健;池建軍;;鋼管混凝土界面抗剪粘結(jié)強(qiáng)度的推出試驗(yàn)[J];工業(yè)建筑;2006年04期

4 呂學(xué)濤;楊華;張素梅;;Effect of contact thermal resistance on temperature distributions of concrete-filled steel tubes in fire[J];Journal of Harbin Institute of Technology;2011年01期

5 李衛(wèi),過鎮(zhèn)海;高溫下砼的強(qiáng)度和變形性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);1993年01期

6 周緒紅;張素梅;劉界鵬;;鋼管約束鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能試驗(yàn)研究與分析[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2008年05期

7 金偉良;袁偉斌;;離心鋼管混凝土短柱火災(zāi)下與火災(zāi)后的極限承載力[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 潘雁，

本文編號(hào)：1771399