相鄰兩面受火的方鋼管混凝土柱溫度場與耐火極限研究.pdf

1、鋼管混凝土柱具有承載力高、抗震性能好、施工方便、經(jīng)濟效果好等優(yōu)點，在多、高層建筑中得到廣泛的應用。因鋼管外露，鋼管混凝土柱的抗火性能是決定其結(jié)構(gòu)能否在火災情況下安全工作的重要因素之一。現(xiàn)行關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)（包括鋼管混凝土結(jié)構(gòu)）抗火設計的相關(guān)規(guī)范或規(guī)程均基于柱構(gòu)件四面均勻受火的邊界條件，但實際結(jié)構(gòu)中，由于框架柱相鄰墻體具有不同程度的隔火效應，可能出現(xiàn)單面受火、相鄰兩面受火、相對兩面受火、三面受火等多種非均勻受火形式。非對稱的溫度分布使截面材料

2、發(fā)生非對稱劣化，構(gòu)件截面材料的強度中心發(fā)生偏移，從而形成附加偏心距；此外，非對稱的溫度分布產(chǎn)生非對稱的膨脹變形，使柱子產(chǎn)生向受火面撓曲的附加變形。建筑結(jié)構(gòu)中的角柱易遭受相鄰兩面受火作用，由于受火邊界的特殊性，將形成雙向附加偏心距及附加變形，其受力機理與四面受火以及其他非均勻受火情況有較大差異，有必要對其抗火性能進行深入研究。本文以相鄰兩面受火的方鋼管混凝土柱為研究對象，分析了其溫度場、耐火極限、變形等高溫性能，并提出方鋼管混凝土柱在相鄰

3、兩面受火條件下耐火極限的簡化計算公式。主要內(nèi)容如下：
　　（1）相鄰兩面受火的方鋼管混凝土柱溫度場分析
　　基于 ABAQUS建立了方鋼管混凝土柱受火時的高溫瞬態(tài)溫度場有限元分析模型，并與已有試驗結(jié)果對比以驗證模型的正確性；研究方鋼管混凝土柱相鄰兩面受火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相鄰兩面受火方鋼管混凝土柱截面溫度分布的影響規(guī)

4、律，并確定主要影響因素。
　?。?）相鄰兩面受火的方鋼管混凝土柱的高溫力學性能分析
　　在溫度場分析的基礎上，建立了可用于分析相鄰兩面受火的方鋼管混凝土柱抗火性能的有限元分析模型，研究其高溫下的受力機理，得到了相鄰兩面受火方鋼管混凝土柱的受火時間－軸向變形關(guān)系曲線、受火時間－側(cè)向變形關(guān)系曲線及耐火極限，并與已有試驗結(jié)果對比以驗證分析模型的正確性。
　　（3）相鄰兩面受火的方鋼管混凝土柱抗火性能的參數(shù)分析
　　進行