單面火災作用下方鋼管混凝土柱抗火性能和設計.pdf

1、鋼管混凝土柱充分利用了鋼材和混凝土的材料特性，在我國高層和超高層建筑中已得到廣泛應用。因鋼管外露，鋼管混凝土柱的抗火性能與設計是其在工程實踐中的關鍵問題之一?，F(xiàn)有研究和現(xiàn)行規(guī)范或規(guī)程多基于四面均勻受火的邊界條件，而實際火災中鋼管混凝土柱多受包括單面火災、相鄰兩面以及三面火災作用在內(nèi)的非均勻火災作用。受火面的減少，一方面將降低構(gòu)件的整體溫度，材料損傷程度也隨即降低；但另一方面將導致構(gòu)件截面溫度分布產(chǎn)生非對稱軸，進而產(chǎn)生附加偏心距，最終帶來

2、與四面火災作用情況有較大差異的受力機理和抗火性能。本文針對非均勻火災作用之一----單面火災作用，研究單面受火的方鋼管混凝土柱的溫度分布、變形特點、耐火極限等高溫性能，提出方鋼管混凝土柱在單面火災作用下的剩余承載力簡化計算方法，并提供適于實際工程應用且滿足不同耐火極限等級標準的方鋼管混凝土柱防火保護層厚度設計建議。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用ANSYS建立方鋼管混凝土柱單面受火的溫度場分析有限元模型，并與已有試驗結(jié)果作對比以驗

3、證模型的正確性；研究單面火災下其截面溫度場的典型特征，并與相同條件下四面受火的方鋼管混凝土柱截面溫度進行對比分析；研究升溫時間、含鋼率、截面邊長以及保護層厚度對單面火災作用下方鋼管混凝土柱截面溫度分布的影響，并提出主要影響因素和影響規(guī)律。⑵在溫度場分析的基礎上，利用FORTRAN90編制數(shù)值程序分析方鋼管混凝土的耐火性能，該理論模型可考慮恒載升溫作用路徑，得出火災作用下構(gòu)件的受火時間-變形全過程曲線和耐火極限，并與已有試驗結(jié)果以驗證分析