升降溫模式對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)受力特性影響研究.pdf

1、隨著建筑行業(yè)逐漸向環(huán)保，輕量化和便捷化方向發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)以及型鋼混凝土結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑當(dāng)中。由于鋼材耐火性差這一局限性，使得結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)后穩(wěn)定性得不到保障，從而鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)成為結(jié)構(gòu)安全評(píng)估的重要工作。上個(gè)世紀(jì)90年代，鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)造成的慘重?fù)p失引起學(xué)者們廣泛關(guān)注，編制鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)規(guī)范成為各國(guó)重要任務(wù)，學(xué)者們開(kāi)始對(duì)鋼材在高溫下的各項(xiàng)性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究，但更多的是對(duì)獨(dú)立構(gòu)件的耐火性能進(jìn)行試驗(yàn)分析，而在試驗(yàn)中總結(jié)出的抗火設(shè)計(jì)方法

2、在實(shí)際中作用并不是很明顯，于是學(xué)者們又將重心從試驗(yàn)方法轉(zhuǎn)到計(jì)算方法，但是還是基于獨(dú)立構(gòu)件。以上兩種途徑得到方法都是保證獨(dú)立構(gòu)件在火災(zāi)中有足夠的富余來(lái)保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨著更多的火災(zāi)案例和數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，種種現(xiàn)象用以往的設(shè)計(jì)方法無(wú)法解釋，研究人員發(fā)現(xiàn)基于脫離整體的獨(dú)立構(gòu)件得到的方法與實(shí)際火災(zāi)情況有很大差距，于是近幾年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)抗火研究更多的是建立在整體結(jié)構(gòu)上。本文基于前人的研究并利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行了以下工作：
　?。?）研究國(guó)內(nèi)外鋼

3、結(jié)構(gòu)研究歷史和研究現(xiàn)狀，利用更便捷的，更貼近現(xiàn)實(shí)情況的計(jì)算理論進(jìn)行溫度場(chǎng)計(jì)算。
　　（2）基于“約束鋼梁”建立了H形的子結(jié)構(gòu)，針對(duì)前人對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)局部受火的方位不同以及多種溫度路徑情況下的應(yīng)力-應(yīng)變研究不足，設(shè)計(jì)了三個(gè)受火面，四種不同溫度路徑，得到各個(gè)工況下變形情況以及梁端軸力等變化規(guī)律。
　?。?）針對(duì)之前的研究對(duì)火災(zāi)中結(jié)構(gòu)鋼的升溫情況考慮不足，以及橫向荷載火災(zāi)中結(jié)構(gòu)的影響，建立了兩榀兩跨的模型，分別模擬了不同大小的單側(cè)和雙

4、側(cè)水平力在兩種降溫模式下結(jié)構(gòu)的受力和變形。
　?。?）目前國(guó)內(nèi)外的抗火設(shè)計(jì)規(guī)范還沿用以前基于單獨(dú)構(gòu)件研究分析得出的。本文為研究不同房間著火和不同降溫路徑對(duì)臨近房間和整體結(jié)構(gòu)的影響，建立三榀三跨三層鋼結(jié)構(gòu)全尺寸實(shí)體模型。通過(guò)軟件耦合計(jì)算分析，得到不同工況下的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力變化情況并驗(yàn)證了懸鏈線效應(yīng)主要跟梁端約束有關(guān)等理論。比較了不同降溫對(duì)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的影響。
　　針對(duì)前人以上研究的不足，本文合理建立模型，利用接近實(shí)際的本構(gòu)