完全疊接型相貫焊接圓鋼管節(jié)點(diǎn)抗火性能研究.pdf

1、作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，鋼管節(jié)點(diǎn)因具有便于安裝、自重較輕等優(yōu)點(diǎn)，并有著良好的力學(xué)性能，現(xiàn)如今已經(jīng)在海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)、大跨度空間結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。學(xué)者們已經(jīng)對(duì)完全疊接管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中因子、靜力承載力以及破壞機(jī)制等常溫下力學(xué)性能開展了研究。眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能并不好，鋼材的材料性能由于溫度的升高而顯著降低。因此，火災(zāi)是鋼結(jié)構(gòu)破壞的最重要隱患，但是目前對(duì)鋼管結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的抗火性能研究還比較少。為此，本文采用試驗(yàn)研究和有限元分析相結(jié)合的方法對(duì)完全疊接

2、管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了抗火性能研究。
　　首先設(shè)計(jì)了3個(gè)不同尺寸的完全疊接管節(jié)點(diǎn)試件，并進(jìn)行了恒載升溫試驗(yàn)，主要研究βct和βtl兩個(gè)幾何參數(shù)對(duì)抗火性能的影響。結(jié)果表明，βtl的增大有利于提高節(jié)點(diǎn)的抗火性能，提高了試件的耐火極限和臨界溫度，而βct的增大也會(huì)輕微地增大了試件的耐火極限和臨界溫度。
　　隨后，采用有限元軟件ABAQUS對(duì)3個(gè)完全疊接管節(jié)點(diǎn)試件的抗火試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，采用間接熱力耦合的分析方法，研究了火災(zāi)下完全疊接管節(jié)點(diǎn)的升

3、溫特性、變形特征以及破壞模式。有限元分析中采用了分區(qū)域網(wǎng)格劃分方法，同時(shí)考慮了材料非線性與幾何非線性。將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，兩者吻合較好，表明用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行完全疊接管節(jié)點(diǎn)的抗火性能分析是可行的。
　　最后，利用驗(yàn)證過的有限元模型對(duì)完全疊接管節(jié)點(diǎn)的幾何參數(shù)（βct、βtl、τct、τtl、γC、θ、ζT）以及荷載比n進(jìn)行了詳細(xì)的分析，研究不同參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)抗火性能的影響。將試驗(yàn)和有限元分析得到的臨界溫度結(jié)果與