【摘要】：鋼板剪力墻以其較大初始剛度、大變形能力、穩(wěn)定的滯回性和良好的塑性在高層建筑中得到大量應(yīng)用。但鋼結(jié)構(gòu)抗火性能差,隨著溫度的升高鋼材力學(xué)性能顯著改變將影響結(jié)構(gòu)使用的安全性,目前關(guān)于鋼板剪力墻抗火性能的研究較少,本文對(duì)國內(nèi)外已有研究成果進(jìn)行了總結(jié),應(yīng)用ABAQUS有限元軟件建立鋼框架內(nèi)嵌鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)(以下簡稱鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)),模型采用ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線加載,對(duì)其抗火性能進(jìn)行了研究。本文主要研究了以下幾個(gè)方面:(1)為了證明應(yīng)用ABAQUS有限元軟件模擬鋼板剪力墻抗火性能的可行性,本文應(yīng)用ABAQUS建立并模擬與已知文獻(xiàn)相同的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?得到的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,存在一定誤差但趨勢(shì)上吻合較好。說明應(yīng)用ABAQUS有限元軟件模擬分析鋼板剪力墻抗火性能是可行的。(2)為選取合理參數(shù),建立了不同高厚比、軸壓比和跨高比的模型,對(duì)火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的變形性能(梁撓度、柱軸向位移、柱側(cè)向位移、鋼板平面外位移)和受力性能(鋼板應(yīng)力)進(jìn)行了研究,分析結(jié)果表明:鋼板越厚梁撓度越小達(dá)到極限變形時(shí)間越晚;改變軸壓比對(duì)柱軸向位移影響較大,隨著軸壓比的增大,室溫時(shí)柱軸向位移越來越大,受火結(jié)束時(shí)柱軸向位移越來越小;跨高比對(duì)構(gòu)件變形和受力有較大影響,跨度越大梁極限撓度值越大,不易過早發(fā)生大變形而破壞,柱側(cè)向位移和鋼板應(yīng)力峰值越大。(3)建立單層單跨鋼框架內(nèi)嵌鋼板剪力墻結(jié)構(gòu),研究不同位置起火對(duì)結(jié)構(gòu)整體抗火性能的影響,得到每種工況下梁撓度曲線、柱側(cè)向位移曲線、鋼板剪力墻面外位移曲線和應(yīng)力云圖。研究發(fā)現(xiàn):鋼框架變形與受火面積和受火位置有關(guān),受火面積越大、起火點(diǎn)越靠近鋼框架,梁、柱變形越大;受火面面外位移方向具有偶然性;受火結(jié)束時(shí)應(yīng)力分布在受火面周圍,尤其是在鋼框架附近起火,梁、柱應(yīng)力較大,應(yīng)加強(qiáng)梁柱防火保護(hù)避免應(yīng)力集中加速構(gòu)件破壞。(4)建立了三層三跨鋼框架內(nèi)嵌鋼板剪力墻結(jié)構(gòu),研究火災(zāi)條件下不同工況溫度場(chǎng)分布、結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力變化,依據(jù)火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)極限狀態(tài),進(jìn)一步得出結(jié)構(gòu)或構(gòu)件是否達(dá)到極限承載狀態(tài)。研究結(jié)果表明:頂層受火梁撓度、鋼板面外位移最大,梁易過早達(dá)到變形極限狀態(tài),對(duì)結(jié)構(gòu)整體不利,應(yīng)加強(qiáng)頂層構(gòu)件防火保護(hù)尤其是頂層中跨位置;柱變形與受火位置和約束條件有關(guān),邊跨受火對(duì)柱的變形影響最大,雖未達(dá)到變形極限,但在抗火設(shè)計(jì)中柱為關(guān)鍵構(gòu)件,應(yīng)加強(qiáng)柱防火保護(hù);頂層邊跨鋼板面外位移最大;受火結(jié)束時(shí)梁柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)力最大,不同工況受火增大相鄰間的應(yīng)力,防火設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)保護(hù)并對(duì)相鄰間應(yīng)力予以考慮。
【圖文】：

東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文第一章 緒論義板剪力墻（Steel Plate Sheer Wall）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中。鋼板剪力墻是由鋼框架和內(nèi)嵌鋼承擔(dān)水平荷載，，豎向荷載則完全由四周的力墻結(jié)構(gòu)。過去幾年，對(duì)于鋼板剪力墻的剛度、大變形能力、穩(wěn)定的滯回性和良好荷載產(chǎn)生的剪力或彎矩。鋼結(jié)構(gòu)在我國工一，已建成的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑有北京國貿(mào)

圖 1.2 美國“911”事件目前鋼板剪力墻的種類較多（有加勁、非加勁、薄鋼板、厚鋼板、開縫、開洞，為了適應(yīng)結(jié)構(gòu)的要求必將出現(xiàn)更多的鋼板剪力墻類型。本文選擇薄鋼板剪力大于 150）作為研究對(duì)象，一方面非加勁薄鋼板剪力墻屈曲后形成斜拉力場(chǎng)，交叉布置的斜拉力帶，屈曲后強(qiáng)度是屈曲應(yīng)力的幾倍，該屈曲后性能在國外應(yīng)廣泛，但我國應(yīng)用較少主要是認(rèn)識(shí)不足；另一方面雖然厚鋼板剪力墻（高厚比50）承載力高、剛度大、耗能性好，但耗鋼量大。與厚鋼板剪力墻相比，薄鋼用鋼量少，經(jīng)濟(jì)性好,受力機(jī)理更加合理。目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)防火的集中在鋼框架、鋼構(gòu)件、鋼節(jié)點(diǎn)等方面，對(duì)于鋼板剪力墻的研究多集中在抗震關(guān)抗火性能的研究較少。 薄鋼板剪力墻國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1 薄鋼板剪力墻的國外研究現(xiàn)狀日本、加拿大、美國對(duì)具有良好抗震性能的鋼板剪力墻的研究較多，鋼板剪力不同可分為薄鋼板剪力墻和厚鋼板剪力墻，其中厚鋼板剪力墻耗鋼量大、經(jīng)濟(jì)
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398.2;TU352.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2650985