T型及環(huán)口板加固T型焊接相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)抗火性能研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑當(dāng)中應(yīng)用廣泛，鋼管節(jié)點(diǎn)作為鋼管結(jié)構(gòu)中重要組成部分是設(shè)計(jì)和研究的重點(diǎn)。與其他形式的節(jié)點(diǎn)相比相貫管節(jié)點(diǎn)具有無(wú)需附加構(gòu)件，傳力路徑簡(jiǎn)單、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。學(xué)者們對(duì)常溫下相貫管節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行了多方面的研究。鋼材的力學(xué)性能好但抗火性能差，高溫下強(qiáng)度和彈性模量會(huì)大幅度下降。火災(zāi)是鋼管結(jié)構(gòu)的重要安全隱患，但是目前對(duì)鋼管結(jié)構(gòu)的抗火性能研究較少。本文采用試驗(yàn)測(cè)試和有限元分析相結(jié)合的方法對(duì)T型及環(huán)口板加固T型焊接相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)的抗火性能

2、進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先對(duì)T型和環(huán)口板加固T型焊接相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了抗火性能試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩個(gè)試件除了環(huán)口板，幾何尺寸和材料都一樣。試驗(yàn)采用恒載升溫的加載制度，得到了試件的升溫曲線，變形曲線，破壞模式以及主管端部的應(yīng)變曲線。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，對(duì)T型和環(huán)口板加固T型焊接相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行了對(duì)比和分析。隨后采用有限元軟件ABAQUS對(duì)抗火試驗(yàn)進(jìn)行了模擬。模型選用實(shí)體單元，采用間接熱力耦合的熱分析方法。

3、有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明用ABAQUS進(jìn)行相貫節(jié)點(diǎn)的抗火性能分析是可行的。
　　然后用驗(yàn)證過(guò)的ABAQUS模型對(duì)未加固T型相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)幾何參數(shù)（D、α、β、τ、γ）、熱學(xué)參數(shù)（對(duì)流系數(shù)h，輻射系數(shù)ε）以及荷載比n（臨界溫度和耐火極限）進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)分析。通過(guò)參數(shù)分析確定了T型相貫節(jié)點(diǎn)臨界溫度和耐火極限參數(shù)方程的形式。然后基于大量有限元結(jié)果，利用多元非線性擬合軟件 Datafit進(jìn)行了擬合分析，得到了T型相貫節(jié)點(diǎn)臨界溫