四面火災下方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火性能研究.pdf

1、方鋼管鋼骨混凝土集合了鋼管混凝土和鋼骨混凝土的優(yōu)點，由于此結構承載力大、抗震性能好等諸多優(yōu)點，已經在現(xiàn)代社會工程上的高層、超高層建筑開始得到逐漸的應用，其在常溫下的力學性能已經得到了國內一些學者和高校的研究，并且取得了相應的學術成果。然而，對于方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火性能研究甚少，尚未見任何試驗報道，屬于空白階段，對此類結構的應用存在一定的安全隱患。本文將通過有限元方法對方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火性能進行研究，找出影響其耐火性能的因素，同

2、時利用數(shù)學軟件ORIGIN7.O回歸得到承載力影響系數(shù)，為具有此種結構的實際工程遇到火災時提供參考依據(jù)。
　　本文首先對于混凝土和結構鋼的熱工參數(shù)與高溫下力學性能進行總結，進行了比較，選定材料的熱工參數(shù)后，運用大型非線性有限元分析軟件ABAQUS建立三維模型后，對已有試驗的方鋼管混凝土柱、方鋼骨混凝土柱分別在其試驗升溫曲線下進行溫度場模擬，并將有限元分析結果與已有試驗進行了對比，模擬結果很好的吻合了試驗曲線，證明了此種方法的可靠性

3、。在此基礎上分析了四面火災下方鋼管鋼骨混凝土柱截面溫度場模擬，同時總結了其分布特點和影響因素。
　　得到溫度場分布后，將其結果然導入力學分析模塊，可以進行耐火性能分析。同樣先對已有試驗數(shù)據(jù)的方鋼管混凝土柱、方鋼骨混凝土柱的耐火極限進行模擬，得到吻合結果后。進行四面火災下方鋼管鋼骨混凝土柱耐火極限的分析，根據(jù)工程常用范圍，進行了影響方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火極限參數(shù)分析，同時回歸得到了四面火災下的承載力影響系數(shù)，以供該種結構耐火設計和

4、制定修訂相關設計規(guī)范與規(guī)程參考。
　　本文結論如下：(1)四面火災下，主要影響方鋼管鋼骨混凝土柱截面溫度場分布的因素為升溫時間、截面邊長以及保護層，含鋼率對截面溫度場的分布可以忽略。改變溫度場的分布是對于其承載力的有很關鍵的影響。(2)四面火災下，主要影響方鋼管鋼骨混凝土耐火極限的有荷載比、截面邊長、長細比、鋼骨保護層厚度，而材料強度、含鋼率、荷載偏心率對于耐火極限的影響可以忽略。承載力影響系數(shù)的公式可以方便此種結構的承載力設計。