文档介绍：要摘钢结构有强度高、自重轻、抗震性能良好、施工周期短、结构布置灵活等优点,因此在建筑业中应用越来越广泛。但是,钢结构的耐火性极差。在火灾条件下,钢结构的承载力会随温度的升高而迅速降低,在较短时间内就达到极限状态从而导致破坏。高温时,钢材的应力一应变模型的选取及其力学性能指标都对结构抗火分析结果有很大的影响。本文对不同的应力一应变模型极其力学性能指标进行了对比。在此基础上,采用一维旱ピ#悸羌负畏窍咝院筒牧戏线性以及温度沿截面高度的不均匀分布等因素,推导了火灾条件下平面钢框架非线性分析的增量变刚度法。编制了相应的计算程序,进行了具体算例的分析,并考虑了材料模型、增量步长等因素的影响,得到一系列有意义的结论。关键词:钢框架;高温;力学性能;材料非线性;大变形摘要
华南理工大学硕十学位论文瑂,琯瑂,....琣甀,.瑃—.,,,瑃...籱簊籬籱
嚣鳓纪作者签名:霖球日期:.甓嘣拢作者签名::凉诬锹华南理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:如了年拢痮日保密口,在——年解密后适用本授权书。日期:R阅月,。日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密口。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭导师签名:
第一章绪论钢结构抗火计算分析的方法引言结构在高温条件下的破坏机理随着全球应用技术研究的深入以及新型防火涂料和隔热材料的不断问世,钢结构作为建筑结构的一种形式,以其强度高,自重轻,有良好的变形性能和抗震性,旌工周期短,结构形式灵活等优点,在建筑业中应用越来越广泛,特别是在超高层和大跨度建筑等方面更是显式了强大的生命力。钢结构的优点很多,但其有个致命的缺点,就是耐火性极差。火灾条件下,钢结构的承载能力会迅速降低,在较短时间内就能达到极限状态以致破坏。如上海文化广场于年月日发生的火灾,在分钟左右的时间内平方米的钢结构屋架全部倒塌,造成经济损失蛟#怂劳觯余人受伤的严重后果;年,江苏省昆山市一轻钢结构厂房发生火灾,多平方米的厂房倒塌;年,北京市某家俱城发生火灾,造成该钢结构建筑整体倒塌。所以,火灾对钢结构建筑有较大的危害,必须想方设法提高钢结构的耐火性能。火灾发生时产生的热量是以辐射和对流传给结构构件的,钢材虽为非燃烧材料,但它本身不耐火,温度上升会引起结构的热膨胀和钢材强度降低。轴向热膨胀会引起结构构件的伸长,而沿构件截面的热梯度会使构件受弯,这两种作用会使结构产生相应的位移或者约束力,在刚性框架中,横梁由于轴向伸长受到约束而产生的约束力较大,可能把柱子从其承载处推开,使结构受到破坏,以致倒塌。强度方面,当温度为时,钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半,当温度达到媸保植幕旧ナú壳慷群透斩取钢结构的抗火研究,主要有两种方法:试验和计算分析。过去许多年来,进行了许多单根梁柱的标准试验,并建立了基于试验的构件抗火设计方法。但试验过程需要消耗相当长的时间,试验的费用也相当昂贵,且每一试验能提供的数据很有限。试验的操作过程也比较难以控制,在某些情况下,由于标准火炉特性的变动和试验方法的不同,得到的试验数据相当发散。另外标准火炉试验一般采用小到中等大小尺寸的试样,同时还人为的确定边界条件和加载情况等,所以试样
.ジ辜目够鸱治龇椒的抗火性能不一定能代表真实结构的抗火性能。用结构防火模拟计算分析的方法代替依赖于标准测试的方法,是近年来结构抗火研究的发展趋势之一。基于试验的计算机模拟能对火灾过程的各种变化因素进行有效控制,从而能够彻底研究各种参数变化对结构力学性能的影响。梁柱构件计算分析理论已经基本成熟。可以进行梁柱构件抗火性能分析的具体方法较多,主要介绍如下:导扑惴椒采用数值计算方法,对构件在火灾下的反应进行计算分析,并考虑各种因素对构件抗火性能的影响。文献鲆恢旨扑愀呶孪轮嵫怪够鹦阅艿姆椒āR怨辜耐渚匾磺关系为基础建立单元刚度矩阵,通过数值积分求得轴压受火柱的变形。分析时假定残余应力为常数,温度沿截面高度方向呈线性分布,同时也考虑了材料性能在高温下的退化对构件抗火性能的影响。文献捎玫苄杂邢尢醴ɡ醇扑闶苎怪诟呶绿跫碌牧俳绾稍亍8梦在分析中考虑了柱的局部屈曲和整体屈曲两种情况以及它们并存时的共同作用。文中还讨论了长细比、残余应力及荷载偏心等因素对构件抗