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火灾后钢管混凝土组合框架力学性能研究

张鹏鹏  
【摘要】: 随着钢管混凝土结构在工程中应用的日益增多,尤其是近年来火灾频发,使深入研究钢管混凝土结构火灾后的力学性能变得越来越重要。 本文主要对火灾后钢管混凝土组合框架的力学性能进行了研究,具体进行了以下几方面的工作: (1)选择合适的热工参数模型,运用ABAQUS建立钢管混凝土柱-钢梁框架温度场有限元分析模型,建立模型模拟现有试验,并将模拟结果与试验数据对比验证模型的有效性。同时建立钢管混凝土柱-钢梁框架的受火模型,简要分析了框架在不同时刻的温度场分布。 (2)选取合理的材料本构关系、单元模型和求解方法,考虑钢管与混凝土之间的约束效应以及接触面模型,建立火灾后钢管混凝土柱-钢梁框架力学性能有限元分析模型,并模拟现有试验以验证模型的有效性。利用前述模型,建立火灾后钢管混凝土柱-钢梁框架力学性能分析模型,并简要对比分析火灾后与常温下钢管混凝土柱-钢梁框架力学性能区别。 (3)利用上述有限元模型,建立火灾后钢管混凝土柱-钢梁混凝土楼板组合框架典型算例,并对可能影响火灾后组合框架荷载-位移关系的主要因素,如:钢管钢材强度、核心混凝土强度、柱截面含钢率、柱的长细比、柱轴压比、防火保护层厚度、梁柱线刚度比、梁柱强度比等参数进行分析,得到了各参数对火灾后钢管混凝土组合框架荷载-位移曲线的影响规律。并在此基础上提出了火灾后钢管混凝土组合框架荷载-位移骨架曲线的简化模型。


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