【摘要】：與實(shí)腹式鋼構(gòu)件比較,在相同用鋼量條件下,蜂窩鋼構(gòu)件具有更大的抗彎剛度,而且腹板孔洞便于管道穿過(guò),更好的滿足建筑功能要求。因此,蜂窩鋼構(gòu)件越來(lái)越多地應(yīng)用在大跨度、多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)中。目前,有關(guān)鋼構(gòu)件、鋼與混凝土組合構(gòu)件抗火性能的研究較多,但關(guān)于蜂窩鋼構(gòu)件、蜂窩鋼構(gòu)件與混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗火性能研究相對(duì)較少,對(duì)于蜂窩組合梁結(jié)構(gòu)抗火性能試驗(yàn)研究相對(duì)更少。因此,本文于試驗(yàn)角度對(duì)蜂窩組合梁的抗火性能加以研究。為反映真實(shí)火災(zāi)發(fā)生時(shí)蜂窩組合構(gòu)件的受力及破壞機(jī)理,本文所采用的試驗(yàn)方法力求模擬真實(shí)火災(zāi)發(fā)生的情況,并觀測(cè)不同情況的蜂窩組合梁構(gòu)件在試驗(yàn)過(guò)程中的溫度變化及試驗(yàn)結(jié)束后的形態(tài)變化。本文試驗(yàn)共計(jì)進(jìn)行6組,分別對(duì)無(wú)防火涂料保護(hù)的實(shí)腹組合梁、圓孔蜂窩組合梁、六邊形孔蜂窩組合梁,以及涂刷25mm厚厚涂型防火涂料的實(shí)腹組合梁、圓孔蜂窩組合梁、六邊形孔蜂窩組合梁,進(jìn)行恒載升溫抗火試驗(yàn)。各組組合梁跨度相同。各組試件混凝土樓板部分尺寸、配筋參數(shù)相同。各組試件鋼梁部分上下翼緣寬度、厚度,以及腹板高度、厚度相同。為滿足試驗(yàn)需要,于室外建造一個(gè)2米高,3米長(zhǎng),1.5米寬火災(zāi)試驗(yàn)爐,用于模擬火災(zāi)環(huán)境。試驗(yàn)荷載以類均勻分布的方式對(duì)構(gòu)件施加固定荷載,組合梁構(gòu)件簡(jiǎn)支于爐內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)上,點(diǎn)火后監(jiān)測(cè)梁兩端及跨中豎向位移,監(jiān)測(cè)組合梁鋼梁部分跨中三點(diǎn)構(gòu)件溫度、監(jiān)測(cè)火災(zāi)試驗(yàn)爐爐內(nèi)溫度。通過(guò)對(duì)比分析各構(gòu)件的溫度變化以及形態(tài)變化,為蜂窩構(gòu)件抗火性能研究發(fā)展做出貢獻(xiàn)。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),實(shí)腹式及蜂窩式組合梁試件在真實(shí)火災(zāi)情況下,如無(wú)防火涂料保護(hù),其抗火性能確實(shí)較差,當(dāng)最高環(huán)境溫度達(dá)到900℃時(shí),試件會(huì)發(fā)生急劇變形,并最終傾覆破壞,不同開(kāi)孔形態(tài)對(duì)于組合梁抗火性能影響較小;對(duì)于涂刷防火涂料的蜂窩組合梁試件,其耐火性能相較于實(shí)腹組合梁試件衰減不大,且在降溫階段,因蜂窩式開(kāi)孔有助于結(jié)構(gòu)降溫,因此有著相較于同尺寸實(shí)腹式組合梁更快速的承載力恢復(fù)性能,防火涂料對(duì)于提升組合梁構(gòu)件抗火性能效果顯著,并且于火災(zāi)結(jié)束后,可以基本恢復(fù)經(jīng)歷火災(zāi)前的承載能力。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU391;TU352.5
【圖文】：

第一種是在其腹板上直接開(kāi)孔，優(yōu)點(diǎn)是加工簡(jiǎn)便，變形程度較��；另一種是把Ｈ型鋼梁的逡逑腹板依照某種曲線或折線進(jìn)行切割，然后旋轉(zhuǎn)或者錯(cuò)位焊接后進(jìn)而形成的一種蜂窩鋼結(jié)構(gòu)逡逑形式，它的加工方法示意如圖１．邋１、圖１．邋２所示。逡逑ｆ邋＾逡逑（ａ）半圓切割邐（ｂ）錯(cuò)位焊接逡逑圖１．邋１圓孔型蜂窩鋼梁加工過(guò)程逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｍａｃｈｉｎｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｒｏｕｎｄ邋ｈｏｌｅ邋ｔｙｐｅ邋ｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｓｔｅｅｌ邋ｂｅａｍ逡逑

成功的把蜂窩形組合梁運(yùn)用于樓蓋，取得了可觀的綜合經(jīng)濟(jì)效益。近幾年，蜂窩梁的逡逑應(yīng)用越發(fā)普遍，特別是在一些大型工程，如湖南會(huì)展中心，北京首都機(jī)場(chǎng)新航站樓，金五逡逑星輕軌車站，杭州蕭山機(jī)場(chǎng)，廣東火車站，云南開(kāi)發(fā)銀行（如圖１．５，圖１．６）等工程中，逡逑都成功的運(yùn)用了圓孔蜂窩梁作為大跨結(jié)構(gòu)梁。然而，這些工程應(yīng)用中，都將蜂窩梁作為次逡逑要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，或是利用蜂窩梁的美觀效果和自重較輕的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于非主要受力構(gòu)件。而逡逑在國(guó)外，多將其應(yīng)用于多高層框架結(jié)構(gòu)梁，將蜂窩梁應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)梁，不但可以利用蜂逡逑窩梁的大跨優(yōu)勢(shì)，減少維護(hù)結(jié)構(gòu)和柱的使用，也可以利用蜂窩空洞穿越設(shè)備管線，從而減逡逑小結(jié)構(gòu)高度，增加可利用的建筑高度。蜂窩梁在橋梁中應(yīng)用幾乎空白，亦沒(méi)有相關(guān)規(guī)范。逡逑蜂窩梁在英國(guó)日本應(yīng)用較多。當(dāng)今，美國(guó)和日本是蜂窩鋼梁運(yùn)用最廣泛的兩個(gè)國(guó)家，在運(yùn)逡逑用中充分利用了蜂窩鋼梁在抗震、方便布管線等優(yōu)勢(shì)。逡逑長(zhǎng)沙１５層“新方舟綜合示范樓”采用了蜂窩組合梁鋼框架結(jié)構(gòu)（２０１０年）。國(guó)家開(kāi)發(fā)逡逑銀行云南省分行業(yè)務(wù)辦公大樓采用了蜂窩鋼框架－約束屈曲支撐結(jié)構(gòu)（２０１３年）。２０１４年逡逑１０月建成沈陽(yáng)恒隆大廈１號(hào)塔樓（６８層，３５０．邋６米），主體結(jié)構(gòu)為鋼框架－剪力墻筒體結(jié)構(gòu)，逡逑框架梁采用腹板開(kāi)多孔的組合梁。正在建設(shè)中的天津中鋼國(guó)際廣場(chǎng)

Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｔｈｅ邋ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｂｅａｍ邋ｕｎｄｅｒ邋ｆｉｒｅ逡逑．２研宄內(nèi)容逡逑通過(guò)查閱和研讀現(xiàn)有文獻(xiàn)和相關(guān)研究成果，以試驗(yàn)研究為主，同時(shí)和理論分析相結(jié)合，逡逑對(duì)蜂窩鋼結(jié)構(gòu)與混凝土組合梁熱－力耦合作用下全過(guò)程的分析，了解高溫災(zāi)害情況下逡逑組合梁的基本力學(xué)性能，準(zhǔn)確的得出溫度升高時(shí)結(jié)構(gòu)失效的機(jī)制原理，詳細(xì)內(nèi)容如下：逡逑（１）研究升溫條件下鋼材及混凝土的材料性能，包括但不僅限于應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系等，逡逑蜂窩組合梁在升溫條件下內(nèi)應(yīng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及變形發(fā)展，分析高溫災(zāi)害下蜂窩組合梁逡逑參數(shù)、防火涂料等因素對(duì)蜂窩組合梁的抗火性能的影響以及高溫災(zāi)害下蜂窩組合梁的逡逑模式，建立蜂窩鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)用抗火計(jì)算與設(shè)計(jì)方法。逡逑（２）為滿足試驗(yàn)需要，設(shè)計(jì)制作蜂窩組合梁抗火性能試驗(yàn)設(shè)施，主要有：火災(zāi)試驗(yàn)逡逑爐內(nèi)耐高溫簡(jiǎn)支支撐系統(tǒng)，火災(zāi)試驗(yàn)爐爐上位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。逡逑（３）無(wú)防火涂料的實(shí)腹式組合梁、不同開(kāi)孔形式蜂窩組合梁進(jìn)行恒載耐火試驗(yàn)測(cè)試，逡逑火災(zāi)條件下蜂窩組合梁和實(shí)腹式組合梁的溫度上升及分布情況，觀察簡(jiǎn)支邊界條件下逡逑組合梁與實(shí)腹式組合梁承載力及破壞模式的區(qū)別，分析蜂窩組合梁在火災(zāi)下破壞的機(jī)理，為抗火設(shè)計(jì)提供意見(jiàn)。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2743648