收藏本站
《清华大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不锈钢管混凝土柱耐火性能的试验研究和数值模拟

陈峰  
【摘要】:随着近些年来不锈钢在建筑结构工程中日益广泛的应用,具有良好力学性能的不锈钢管混凝土柱正越来越受到研究者们的广泛关注。因此深入研究不锈钢管混凝土柱的力学性能和设计方法非常重要。本文对不锈钢管混凝土柱的耐火性能进行了研究,主要的研究工作和取得的成果如下: (1)进行了足尺圆形和方形不锈钢管混凝土柱在轴心荷载和按ISO834标准升温曲线进行升温的火灾共同作用下的试验研究。试验参数包括火灾荷载比、截面尺寸等。试验得到了不锈钢管混凝土柱轴向变形-时间曲线、截面特征点的温度-时间曲线、试件的破坏形态以及耐火极限等结果。通过对试验结果的分析,研究了试验参数对试件破坏形态和耐火极限的影响。试验结果表明,不锈钢管混凝土柱具有较好的耐火性能,其耐火极限受火灾荷载比和截面尺寸影响较大。 (2)采用热力相继耦合的分析方法,建立了不锈钢管混凝土柱在轴心荷载和高温共同作用下的有限元分析模型。模型考虑了材料非线性和几何非线性、钢管和混凝土不同的热工性能及其在接触界面上的接触热阻和相互作用、初始缺陷以及非理想化边界条件等因素的影响。采用收集到的以往的相关试验数据和本文的试验结果对模型进行了验证,对比分析表明,采用该有限元模型进行温度场分析和热力学分析,结果具有较高的准确性。 (3)采用建立的有限元分析模型,对按ISO834标准升温曲线进行升温的火灾作用下的不锈钢管混凝土柱的破坏形态,变形特征,内力、应力、应变、钢管和混凝土之间的接触应力等参数随时间变化的规律进行了深入的剖析。在此基础上,进一步对构件的破坏机理进行了研究。 (4)采用有限元模型对影响不锈钢管混凝土柱耐火极限的各因数进行了参数分析,具体参数包括火灾荷载比、长细比、截面尺寸、不锈钢和混凝土的材料性能等。结果表明,火灾荷载比、构件长细比以及截面尺寸对构件的耐火极限有重要影响,而其他因素,包括不锈钢和混凝土的强度以及截面含钢率等,对构件的耐火极限影响较小。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU398.9

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 韩林海;宋天诣;谭清华;;钢-混凝土组合结构抗火设计原理研究[J];工程力学;2011年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 韩林海;宋天诣;谭清华;;钢-混凝土组合结构抗火设计原理研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋天诣;火灾后钢—混凝土组合框架梁—柱节点的力学性能研究[D];清华大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 廖飞宇;陶忠;;不锈钢管混凝土的发展综述[J];工业建筑;2009年04期
2 陈驹;金伟良;杨立伟;;建筑用不锈钢的抗火性能[J];浙江大学学报(工学版);2008年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋天诣;火灾后钢—混凝土组合框架梁—柱节点的力学性能研究[D];清华大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 巢斯,孙海,黄鼎业,施功;体外预应力梁受力性能研究[J];四川建筑科学研究;2000年01期
2 胡文发,黄鼎业;预应力混凝土结构非线性分析的新方法[J];四川建筑科学研究;2000年04期
3 胡泉秀,熊峰,吴卫;混凝土的三维本构关系[J];四川建筑科学研究;2003年01期
4 曹杨;朱浮声;;大跨度三向平板网架试验研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
5 占玉林;赵人达;徐腾飞;唐承平;;钢管混凝土组合格构柱高墩大跨连续刚构桥非线性研究[J];四川建筑科学研究;2009年06期
6 曹靖;王建国;完海鹰;;CFRP加固二次受力混凝土梁的试验研究与有限元分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期
7 汪敏;石少卿;成培江;;三面受火钢柱的抗火性能分析[J];四川建筑科学研究;2010年02期
8 何余良;徐伟良;;半刚接门式刚架在高温下的整体结构非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2011年01期
9 姜磊;姚继涛;李桅;赵玉星;信任;;结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨[J];四川建筑科学研究;2011年03期
10 高伟华;毛小勇;;三面受火型钢混凝土柱耐火性能有限元分析[J];四川建筑科学研究;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘云锋;郑愚;于国友;;对FRP筋混凝土桥梁面板承载力性能的非线性有限元分析[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
2 查晓雄;宫永丽;;不锈钢管混凝土轴压性能试验和有限元分析[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
3 张宇博;徐亚丰;赵鑫;;不同荷载下L形钢管混凝土芯柱耐火极限分析[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
4 傅毅;徐亚丰;赵鑫;;不同偏心率十字形钢管混凝土芯柱耐火极限分析[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
5 杨越;高建岭;白玉星;;火灾下石化管廊倒塌全过程模拟分析[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
6 胡紫日;皮全杰;卢明法;陈机构;刘创;;高流态混凝土在国家体育场的研究与应用[A];混凝土膨胀剂及其裂渗控制技术——第五届全国混凝土膨胀剂学术交流会论文集[C];2010年
7 孙彤;陈壮善;王士奇;;成阳丽彩·天玺广场钢结构商住楼结构设计[A];中国钢结构协会四届四次理事会暨2006年全国钢结构学术年会论文集[C];2006年
8 王新堂;郑小尧;丁勇;;火灾温度场下H型钢柱的热响应分析[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
9 刘兵;王卫永;;高强度钢高温材性及构件抗火研究综述[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
10 俞锋波;王新堂;王万祯;周明;;环向预应力钢屋盖火灾响应温度的数值分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄永辉;钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 朱昌宏;带约束拉杆方形和矩形截面钢管混凝土短柱承载力与延性[D];华南理工大学;2010年
3 刘士润;低周反复荷载作用下穿透式钢管混凝土节点力学性能研究[D];大连理工大学;2011年
4 金恩平;空间网格结构健康监测与安全性评价方法研究[D];兰州理工大学;2011年
5 林新元;预应力混凝土变截面连续箱梁裂后受力性能研究[D];长安大学;2010年
6 刘君平;主管内填混凝土矩形钢管桁架受力机理及设计方法研究[D];长安大学;2009年
7 黄伟;矿井补偿收缩钢纤维混凝土性能试验研究与工程应用[D];安徽理工大学;2011年
8 何文辉;方钢管混凝土柱—钢梁组合框架抗震性能研究[D];湖南大学;2009年
9 张国伟;钢管混凝土柱在地震作用下的累积损伤性能研究[D];湖南大学;2009年
10 肖阿林;钢骨-钢管高性能混凝土轴压组合柱受力性能与设计方法研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
2 鲁博文;预应力混凝土箱梁非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 杨颖;钢管混凝土柱—钢梁节点抗火性能数值分析[D];大连理工大学;2010年
4 刘东;底层框架砌体结构地震破坏过程仿真及分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 郭妍;多边形单管通信塔极限承载力分析及其地震响应分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 王春光;分散筒结构性能及典型墙梁节点钢筋滑移分析[D];中国海洋大学;2010年
7 辛立江;连续刚构桥地震时程响应及跨中强度的有限元分析[D];合肥工业大学;2010年
8 陈强;钢筋混凝土粘结性能和梁裂缝的数值模拟[D];浙江大学;2011年
9 崔辉辉;高烈度地区高层钢框架—支撑结构体系应用研究[D];昆明理工大学;2008年
10 胡艳玲;高烈度地区超高层钢框架—支撑结构体系研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 宋天诣;韩林海;;组合结构耐火性能研究的部分新进展[J];工程力学;2008年S2期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 鞠竹;王振清;韩玉来;梁文彦;李加雷;;火灾高温作用下钢结构倒塌分析[J];工程力学;2014年S1期
2 吴丽丽;邢瑞蛟;马永君;江斌;李杨;李彦颖;;小剪跨比钢板-混凝土组合板抗剪性能的试验研究[J];工程力学;2014年12期
3 谭清华;韩林海;周侃;;火灾下型钢混凝土柱的受力全过程分析[J];防灾减灾工程学报;2015年01期
4 毛小勇;金晓飞;施键梅;于宝林;;约束PEC柱(绕强轴)的耐火性能及影响因素分析[J];防灾减灾工程学报;2015年01期
5 李安令;曲慧;黄文金;;冲击荷载作用下钢管混凝土桁架T形节点破坏模式有限元分析[J];建筑结构学报;2013年S1期
6 王羡农;王忠铖;贾博雅;王囡囡;;基于“破坏—安全”理念的型钢混凝土柱防火设计[J];煤炭工程;2014年10期
7 郑蝉蝉;李引擎;;型钢混凝土柱耐火性能有限元分析方法[J];建筑科学;2014年11期
8 谭清华;韩林海;;火灾后和加固后型钢混凝土柱的力学性能分析[J];清华大学学报(自然科学版);2013年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 鞠竹;王振清;韩玉来;梁文彦;李加雷;;火灾高温作用下钢结构倒塌分析[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 谭清华;火灾后型钢混凝土柱、平面框架力学性能研究[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 双妙;高温下钢管混凝土接触热阻研究[D];北方工业大学;2014年
2 赵路路;持荷钢管混凝土核心柱相邻两面受火力学性能数值模拟[D];燕山大学;2014年
3 邢菲;预应力钢骨高强混凝土梁非线性有限元分析[D];东北石油大学;2014年
4 侯舒兰;均匀受火下钢管混凝土叠合柱耐火性能研究[D];清华大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱伯龙,陆洲导,胡克旭;高温(火灾)下混凝土与钢筋的本构关系[J];四川建筑科学研究;1990年01期
2 李国强;郭士雄;;受火约束钢梁在升温段和降温段行为的理论分析(Ⅰ)[J];防灾减灾工程学报;2006年03期
3 郭士雄;李国强;;受火约束钢梁在升温段和降温段行为的理论分析(Ⅱ)[J];防灾减灾工程学报;2006年04期
4 陶忠,韩林海,王永昌;火灾下钢管混凝土梁柱节点性能研究若干问题探讨[J];钢结构;2005年04期
5 袁广林;郭操;吕志涛;;高温下钢筋混凝土粘结性能的试验与分析[J];工业建筑;2006年02期
6 周新刚,吴江龙;高温后混凝土与钢筋粘结性能的试验研究[J];工业建筑;1995年05期
7 李红;安建利;姜维山;;型钢与混凝土粘结性能的试验研究[J];哈尔滨建筑工程学院学报;1993年S1期
8 张彬,李国强;型钢混凝土粘结性能研究现状[J];结构工程师;2005年05期
9 李卫,过镇海;高温下砼的强度和变形性能试验研究[J];建筑结构学报;1993年01期
10 苏庆田,沈祖炎,张其林,黄庆文;不锈钢强度设计值取值的试验和理论依据[J];建筑结构学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 许志豪;黄剑波;;昂船洲大桥耐久性、维修和安全考虑[A];第十七届全国桥梁学术会议论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 霍静思;火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究[D];福州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 滕泽洪;;一种混凝土柱模的卡具[J];建筑工人;2000年01期
2 罗亚,郝晓,郝凌云;钢管混凝土柱的设计[J];平顶山工学院学报;2002年03期
3 和纪宪,桑月梅;混凝土柱面形成暴突片的原因及其防治[J];石家庄铁道学院学报;2002年S1期
4 蔡荣;李文兴;;钢管混凝土柱的应力和位移分析[J];桂林工学院学报;2005年04期
5 陈军利;;一种新型结构形式的探讨——混凝土柱钢梁[J];中国科技信息;2006年05期
6 苏顺春;;福建电力调度通信中心大楼工程钢管混凝土柱施工[J];福建建筑;2006年04期
7 徐亚丰;赫芳;蔡洪洲;向常艳;曹敬党;;钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算与分析[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2007年01期
8 李哲;;钢管混凝土柱在高层建筑中的应用[J];福建建材;2007年01期
9 马凯;魏海琴;;一种新型结构形式——混凝土柱钢梁[J];黑龙江科技信息;2007年04期
10 徐伟光;;对混凝土柱钢梁结构形式的探讨[J];广东科技;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王怡;薛伟辰;;2新型套管混凝土柱研究进展[A];工业建筑(2009·增刊)——第六届全国FRP学术交流会论文集[C];2009年
2 张国伟;郭玉荣;肖岩;;钢管混凝土柱拟动力远程试验和模拟[A];防震减灾工程研究与进展——全国首届防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2004年
3 陈立祖;;深圳赛格广场大厦钢管混凝土柱工程介绍[A];中国钢协钢-混凝土组合结构协会第六次年会论文集(上册)[C];1997年
4 李黎明;姜忻良;;钢管混凝土柱管内混凝土的施工方法及其超声波质量检测[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
5 熊小峰;杨玉勇;吕晨梅;;浅析钢管混凝土柱施工工艺及应用前景[A];山东土木建筑学会建筑结构专业委员会2008年学术年会论文集[C];2008年
6 卫军;刘展科;曹龙飞;;型钢混凝土柱的应力应变重分布[A];第四届全国钢结构工程技术交流会论文集[C];2012年
7 练贤荣;曹伟良;张良平;项兵;;巨型钢管混凝土柱的检测研究[A];第三届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2011年
8 何文辉;肖岩;;圆形截面约束钢管混凝土柱抗震性能的试验研究[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
9 张国伟;肖岩;Sashi Kunnath;;钢管混凝土柱低周往复试验及疲劳寿命分析[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
10 司马德义;;钢管混凝土柱在水泥行业的设计应用[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 和超;预制管混凝土柱受压性能及节点试验研究[D];天津大学;2013年
2 张国伟;钢管混凝土柱在地震作用下的累积损伤性能研究[D];湖南大学;2009年
3 孙珊珊;爆炸荷载下钢管混凝土柱抗爆性能研究[D];长安大学;2013年
4 崔莹;爆炸荷载下复式空心钢管混凝土柱的动态响应及损伤评估[D];长安大学;2013年
5 李威;圆钢管混凝土柱—钢梁外环板式框架节点抗震性能研究[D];清华大学;2011年
6 于峰;PVC-FRP管混凝土柱力学性能的试验研究与理论分析[D];西安建筑科技大学;2007年
7 王文达;钢管混凝土柱—钢梁平面框架的力学性能研究[D];福州大学;2006年
8 谭清华;火灾后型钢混凝土柱、平面框架力学性能研究[D];清华大学;2012年
9 胡波;FRP约束混凝土柱的受压性能研究[D];合肥工业大学;2010年
10 童敏;双侧板贯穿式钢管混凝土柱—钢梁节点抗震性能研究[D];武汉大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张亮权;基于混凝土柱—钢梁节点受力性能试验的有限元分析[D];武汉理工大学;2008年
2 李娟荣;某钢管混凝土柱工程分析与设计[D];长安大学;2011年
3 黄清;基于压电陶瓷的钢管混凝土柱界面及混凝土缺陷损伤评估[D];湖南大学;2012年
4 何文辉;约束钢管混凝土柱抗震性能的试验与理论研究[D];湖南大学;2005年
5 李云涛;混凝土柱—钢梁梁贯穿型节点受力性能研究[D];武汉理工大学;2007年
6 孙珊珊;钢骨—钢管混凝土柱极限承载力研究[D];长安大学;2010年
7 马立杰;碳纤维加固钢管混凝土柱无梁楼盖抗震性能的试验研究[D];河北理工大学;2010年
8 陈亮;高强不锈钢绞线网用于混凝土柱抗震加固的试验研究[D];清华大学;2004年
9 郭纯;一种新型预制管混凝土柱的轴压性能试验研究[D];湖南大学;2005年
10 杨成臣;钢管混凝土柱外加强环式节点受力性能研究[D];武汉理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026