不銹鋼管混凝土是指在不銹鋼管內填充混凝土后,不銹鋼管和混凝土同時受力的構件,在此基礎上,在不銹鋼管混凝土內配置型鋼形成勁性不銹鋼管混凝土。其優(yōu)越性能依靠不銹鋼管和混凝土及內置型鋼協(xié)同工作來發(fā)揮,但三種材料之間的相互作用機理比較復雜。在高溫作用下,外側不銹鋼管的溫度很高,核心混凝土存在不均勻的溫度場,即外部混凝土溫度明顯高于內部混凝土溫度,也使得內置型鋼強度損失很少,試件有效截面承載力得到了提高。同時內置型鋼的存在可以降低外側不銹鋼管的厚度,降低工程成本。目前,國內外對火災下不銹鋼管混凝土的耐火性能開展了一定數(shù)量的研究,而關于勁性不銹鋼管混凝土耐火性能的研究還未見報道。基于以上背景,本文對勁性不銹鋼管混凝土的耐火極限進行試驗及數(shù)值模擬研究。主要工作內容和成果如下:(1)進行6根勁性不銹鋼管混凝土柱試件的耐火極限試驗,得到了溫度-時間曲線、位移-時間曲線及試件的耐火極限。并分析了試件截面尺寸、荷載比及型鋼尺寸等因素對試件耐火極限的影響。(2)建立勁性不銹鋼管混凝土柱有限元模型,進行了溫度場和力場的計算,通過相關試驗驗證有限元模型的有效性與適用性。(3)進行了勁性不銹鋼管混凝土柱耐火性能的參...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 相關文獻研究綜述
        1.2.1 常溫下和高溫下不銹鋼的力學性能
        1.2.2 普通鋼管混凝土耐火性能的研究
        1.2.3 常溫下和火災下不銹鋼管混凝土力學性能研究
        1.2.4 型鋼混凝土耐火性能研究
        1.2.5 勁性鋼管混凝土的相關研究現(xiàn)狀
        1.2.6 文獻綜述小結
    1.3 課題來源
    1.4 主要研究和技術路線
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
        1.4.3 主要研究成果
第2章 勁性不銹鋼管混凝土柱耐火性能試驗研究
    2.1 引言
    2.2 試驗概況
        2.2.1 試件設計與制作
        2.2.2 材料性能
        2.2.3 試驗裝置
        2.2.4 測試內容和儀器
        2.2.5 試驗內容及步驟
    2.3 試驗結果與分析
        2.3.1 試驗現(xiàn)象
        2.3.2 破壞形態(tài)
        2.3.3 試件截面溫度-時間關系曲線(T-t曲線)
        2.3.4 試件軸向變形-時間曲線(△-t曲線)
        2.3.5 結果分析
    2.4 小結
第3章 勁性不銹鋼管混凝土柱耐火性能的有限元模型
    3.1 引言
    3.2 熱力耦合的原理分析
    3.3 傳熱分析模型
        3.3.1 材料的熱工性能
        3.3.2 界面?zhèn)鬟f熱阻
    3.4 力學分析模型
        3.4.1 材料的熱力學性能
        3.4.2 界面接觸模型
        3.4.3 網格劃分和邊界條件
    3.5 有限元模型的驗證
        3.5.1 不銹鋼管混凝土耐火性能試驗
        3.5.2 型鋼混凝土耐火性能試驗
        3.5.3 本文耐火性能試驗
    3.6 小結
第4章 勁性不銹鋼管混凝土柱耐火性能的工作機理分析
    4.1 引言
    4.2 工作機理分析
        4.2.1 截面溫度
        4.2.2 破壞形態(tài)
    4.3 耐火極限參數(shù)分析
        4.3.1 外截面尺寸的影響
        4.3.2 荷載比的影響
        4.3.3 型鋼的影響
        4.3.4 混凝土強度等級的影響
        4.3.5 鋼材種類的影響
        4.3.6 截面含鋼率的影響
    4.4 勁性不銹鋼管混凝土柱耐火性能設計建議
    4.5 小結
第5章 結論及展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3755979