文档介绍：摘要结构抗火属于被动防火,目的是防止建筑结构在火灾下发生倒塌,以保证建筑物内的人员能够安全撤离,消防队员有充足的时间灭火,以及火灾后尽快恢复生活和生产。最初钢结构防火设计是基于试验的设计方法,即通过试验确定构件的防火保护层厚度,使抗火试验中的构件温度小于规范规定的临界温度。但构件的抗火试验不能反应构件在实际火灾下的受力性能,试验所得构件的耐火时间与构件在实际火灾下的耐火时间无直接联系。目前钢结构抗火设计方法逐渐转变为基于计算的设计方法,很多国家都制定了相应的钢结构抗火设计规范。各国的抗火设计规范都是将构件从整体结构中分离出来,通过保证单独构件在火灾下的安全来保证整体结构的安全。但在局部火灾下,不同位置处的结构构件温度不同,从而导致:露冉细吖辜娜扰蛘褪艿街芪Ч辜脑际佣郊拥哪力;辜奈露炔煌贾鹿辜涞母斩缺确⑸浠佣鹉诹Ψ峙涞谋化。结构抗火设计规范尚不能体现这种结构内部的相互作用。钢柱作为框架结构中的主要构件,进行受约束钢柱在火灾下的受力性能研究尤为必要。对约束钢柱在火灾下受力性能的研究成果包括约束钢柱抗火试验,利用有限元方法进行的受约束钢柱受力性能的参数分析,约束钢柱临界温度的计算方法等,但部分领域尚需做进一步的研究。本文在前人成果的基础上,对约束钢柱的研究做了进一步的探索,主要包括:延械淖愠叽缭际种够鹗匝樽柿希纯悸乔笮阅埽涣硗饪悸乔性能的约束钢柱抗火试验为小尺寸的钢构件,长细比过大。本文进行了一组足尺寸约束钢柱抗火试验,同时考虑了钢柱所受到的轴向约束和转动约束,对火灾下钢柱屈曲前和屈曲后受力性能进行了研究,给出了约束钢柱的轴向变形一温度关系曲线和挠度变形一温度关系曲线;际种目够鹕杓疲枋紫热范ㄆ涫艿降脑际斩鹊拇笮 1疚母隽烁柱所受约束刚度大小的简化计算方法,钢梁、混凝土楼板、梁柱节点以及钢框架柱变形对约束刚度的贡献分别通过弹性弹簧来表示,钢柱所受到的约束大小可通过各弹簧的组合来计算;灾崃ψ饔孟碌脑际种椭崃τ胪渚毓餐饔孟碌脑际种诨鹪窒碌受力性能进行了参数分析,给出了约束钢柱轴力一温度的关系曲线和截面弯矩一温度的关系曲线。另外,重点研究了各参数对约束钢柱临界温度,约束钢柱的临界温度与无约束钢柱临界温度之间关系,以及约束钢柱的屈曲温度与临界温度之间关系的影响等;
隽艘桓鲈际种够鹦阅艿母叩燃扑惴椒ǎ梅椒ɡ帽湫魏蟮ピ5幕线长度和节点处截面的转角作为未知量,根据节点处的内力和外力平衡建立控制方程,利用求解非线性方程组的算法求解该方程,进而得到约束钢柱的轴力一温度关系曲线。该曲线中轴力达到最大值时对应的温度为约束钢柱的屈曲温度,钢柱轴力回复至初始值时对应的温度为约束钢柱的临界温度。隽艘桓鲈际种够鹦阅艿氖涤眉扑惴椒āH范ㄔ际种那度时,采用无约束钢柱的抗火设计公式,,采用屈服条件表示的轴力一弯矩相关关系,并假设钢柱的轴力为其初始设计轴力。该简化公式的计算与的计算结果吻合较好。本文最后对需要进一步研究的方向和领域给出了建议,并在论文的附录部分给出了部分算例,包括钢柱受到的轴向约束刚度的计算,轴力作用下的约束钢柱的屈曲温度和临界温度的计算,轴力和弯矩共同作用下的约束钢柱的屈曲温度和临界温度的计算,以及本文实用计算公式计算的约束钢柱屈曲温度和临界温度与试验结果的比较等。关键词钢结构抗火;轴向约束;转动约束:钢框架柱;屈露龋涣俳缥露龋皇涤蒙计方法摘要胪么笱Р┦垦宦畚Ⅱ
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