本文選題：鋼管約束鋼筋混凝土柱 + 火災�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2014年博士論文

【摘要】：鋼管約束鋼筋混凝土柱具有承載能力高、抗震性能好、與鋼筋混凝土梁連接節(jié)點構(gòu)造簡單等優(yōu)勢,近年來在高層建筑與大跨結(jié)構(gòu)中得到應用。但目前尚無關于火災下或火災后鋼管約束鋼筋混凝土柱力學性能的研究,也無相關的設計規(guī)范或規(guī)程可參考。為準確預測鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限,并合理評估火災后鋼管約束鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷程度,開展了火災下鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火性能以及火災后鋼管約束鋼筋混凝土柱剩余力學性能研究,主要研究工作與成果包括:(1)進行了4個ISO 834標準火災作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱足尺明火試驗,以及1個鋼管混凝土柱對比試驗,考察了荷載比和構(gòu)件模式對火災下鋼管約束鋼筋混凝土柱的變形和耐火極限的影響。通過試驗獲得了火災作用下構(gòu)件截面關鍵測點溫度、軸向變形-時間關系曲線、耐火極限以及破壞模式。試驗結(jié)果表明,荷載比對鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限影響顯著,隨荷載比增加,耐火極限顯著降低;與鋼管混凝土柱相比,鋼管約束鋼筋混凝土柱具有更好的抗火性能。(2)基于ABAQUS有限元軟件,采用順序熱力耦合的方式,建立了標準火災作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場和耐火極限的有限元模型;分析了升溫時間、截面尺寸和含鋼率對鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場的影響規(guī)律,以及荷載比、截面尺寸、長細比、材料強度、含鋼率和配筋率等因素對耐火極限的影響規(guī)律。分析表明,鋼管的溫度主要取決于升溫時間,而混凝土的溫度則與升溫時間和截面尺寸均相關,在此基礎上,確定了鋼管約束鋼筋混凝土柱中鋼管、鋼筋以及混凝土溫度的簡化計算公式;在構(gòu)件常溫承載力計算公式的基礎上,引入高溫對材料力學性能的影響,提出了標準火災作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱承載力的簡化計算公式,可用于鋼管約束鋼筋混凝土柱耐火極限的預測。(3)進行了26個ISO 834標準火災作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱剩余力學性能試驗,考察了升溫時間、長細比、偏心距、混凝土強度、截面尺寸等因素對火災后鋼管約束鋼筋混凝土柱力學性能的影響規(guī)律。通過試驗實測了ISO 834標準升、降溫過程中鋼管約束鋼筋混凝土截面關鍵測點溫度、火災后構(gòu)件的荷載-位移關系曲線、荷載-鋼管應變關系曲線以及剩余承載力,并獲得了構(gòu)件的破壞模式。試驗結(jié)果表明,混凝土溫度存在明顯的滯后效應,構(gòu)件的承載力隨著截面尺寸與混凝土強度的增加逐漸增加,而隨著受火時間、長細比和偏心距的增加不斷降低,火災后構(gòu)件均發(fā)生整體失穩(wěn)破壞,并具有較好的延性與變形能力。(4)基于ABAQUS有限元軟件建立了ISO 834標準火災作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱力學性能分析模型,并驗證了模型的可靠性;分析了升溫時間、截面尺寸、長細比、偏心率、材料強度、含鋼率、配筋率等因素對火災后鋼管約束鋼筋混凝土柱剩余承載力與剛度的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)火災后構(gòu)件剛度比承載力的降低幅度更大;提出了ISO 834標準火災作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱強度承載力、穩(wěn)定承載力、壓彎承載力以及軸壓剛度的簡化計算公式,可為火災作用后鋼管約束鋼筋混凝土柱的損傷評估提供參考。
[Abstract]:In this paper , the influence of load ratio , cross - sectional dimension , length - to - fine ratio , material strength , steel - bearing ratio and reinforcement ratio on the temperature field of steel - filled reinforced concrete columns under fire are studied . The results include : ( 1 ) the influence of load ratio and steel ratio on the temperature field of steel tube - confined reinforced concrete columns under fire . ( 3 ) The mechanical properties of steel tube restrained reinforced concrete columns after fire were studied . The influence of temperature rise time , length - to - fine ratio , eccentricity , concrete strength and cross - sectional dimension on the mechanical properties of reinforced concrete columns were investigated .

【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU375.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

1 堯國皇,韓林海;鋼管約束混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能的實驗研究[J];地震工程與工程振動;2004年06期

2 郭蘭慧;張素梅;劉界鵬;;不同加載模式下方鋼管混凝土力學性能試驗研究與理論分析[J];工程力學;2008年09期

3 劉永健;池建軍;;鋼管混凝土界面抗剪粘結(jié)強度的推出試驗[J];工業(yè)建筑;2006年04期

4 呂學濤;楊華;張素梅;;Effect of contact thermal resistance on temperature distributions of concrete-filled steel tubes in fire[J];Journal of Harbin Institute of Technology;2011年01期

5 李衛(wèi),過鎮(zhèn)海;高溫下砼的強度和變形性能試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;1993年01期

6 周緒紅;張素梅;劉界鵬;;鋼管約束鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件滯回性能試驗研究與分析[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;2008年05期

7 金偉良;袁偉斌;;離心鋼管混凝土短柱火災下與火災后的極限承載力[J];浙江大學學報(工學版);2006年07期

相關碩士學位論文 前1條

1 潘雁，

本文編號：1771399