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《北京工业大学》 2010年
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空间网格结构火灾下的力学性能研究

邱林波  
【摘要】: 网格结构是空间结构中应用最广泛的结构形式之一,主要是以钢材为母材,但是钢材的耐火性能很差,一旦发生火灾,结构就会很容易发生破坏,甚至整体倒塌,造成人员伤亡和重大的财产损失。因此,对网格结构进行火灾下的力学性能研究具有重要的意义。本文基于EC3中高温下钢材的性能,对火灾下焊接空心球节点、网架结构和网壳结构的力学性能进行了研究,主要研究内容如下: (1)单向受压焊接空心球节点恒载升温试验研究 基于国际标准升温曲线(ISO834),对网格结构中广泛使用的焊接空心球节点进行了恒载升温试验研究。研究了火灾下单向受压时节点的温度场分布规律、位移特征,确定了节点的破坏模式;按照试验升温曲线对试验节点的抗火性能进行了数值模拟,与试验结果非常一致,验证了分析方法和参数选择的正确性,为进行整体结构分析提供了理论基础。 (2)单向受力焊接空心球节点火灾下的力学性能研究 基于国际标准升温曲线(ISO834),对火灾下单向受压和受拉焊接空心球节点的力学性能进行了数值模拟。研究了节点的温度场分布规律、应力和位移特征、抗火薄弱部位,以及破坏模式,并对影响节点极限耐火时间的参数进行了分析。 (3)火灾下网架结构的力学性能研究 基于EC3规定的高温时钢材的性能,按照大空间火灾空气升温模型设定火源模型,对局部火灾下网架结构的力学性能进行了系统全面的非线性有限元分析。分析了结构的温度场分布规律、应力和位移特征,以及破坏模式,得到了不同火源模型下结构的极限状态;研究了不同火源模型和不同结构参数对火灾下结构极限状态的影响,并对火灾下网架结构的承载力极限状态进行了设定;同时对网架结构的抗火设计提出了建议。 (4)火灾下网壳结构的力学性能研究 基于EC3规定的高温时钢材的性能,按照大空间火灾空气升温模型设定火源模型,对局部火灾下网壳结构的力学性能进行了系统全面的非线性有限元分析。分析了结构的温度场分布规律、位移特征和破坏模式,得到了不同火源模型下结构的极限状态。研究了不同火源模型和不同结构参数对火灾下结构极限状态的影响,并对火灾下网壳结构承载力极限状态进行了设定;同时对网壳结构的抗火设计提出了建议。 综上所述,本文通过对火灾下焊接空心球节点、网架结构和网壳结构的力学性能研究,全面了解了它们的抗火性能,取得了部分成果,对今后的网格结构抗火设计和工程实践具有一定指导意义。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU399

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 蒋运林;网壳结构分析的QR法[D];广西大学;2003年
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