T型及环口板加固T型焊接相贯圆钢管节点抗火性能研究
[Abstract]:Steel pipe structure is widely used in modern buildings. As an important part of steel pipe structure, steel pipe joint is the key point of design and research. Compared with other types of joints, intersecting tubular joints have the advantages of no additional components, simple force transfer path and beautiful appearance. The mechanical properties of intersecting tubular joints at room temperature have been studied in many aspects. The mechanical property of steel is good, but the fire resistance is poor, the strength and elastic modulus will decrease greatly at high temperature. Fire is an important hidden danger of steel pipe structure, but the fire resistance of steel tube structure is less studied at present. In this paper, the fire resistance of T-type welded circular steel pipe joints strengthened with T-shaped and annular plates is studied systematically by means of the combination of test and finite element analysis. The main contents are as follows: first, the fire resistance test of T-type welded circular steel pipe joints strengthened with T-type and annular plate is carried out. The two specimens designed are of the same geometric size and material except the annular plate. The temperature rise curve, deformation curve, failure mode and strain curve of the top end of the specimen were obtained by using the loading system of dead load. Based on the experimental data, the fire resistance of T-type welded circular steel pipe joints strengthened with annular plates is compared and analyzed. Then the finite element software ABAQUS was used to simulate the fire resistance test. The model adopts solid element and indirect thermal coupling thermal analysis method. The comparison of finite element analysis and test results shows that it is feasible to use ABAQUS to analyze the fire resistance of intersecting joints. Then the geometric parameters (D, 伪, 尾, 蟿, 纬), thermal parameters (convection coefficient h, radiation coefficient 蔚) and load ratio n (critical temperature and fire resistance limit) of unreinforced T-shaped circular steel pipe joints are analyzed by using the verified ABAQUS model. The form of critical temperature and fire resistance limit parameter equation of T type intersecting node is determined by parameter analysis. Then, based on a large number of finite element results, the parameter equations of critical temperature and fire resistance limit of T-type intersecting joints are obtained by using the multivariate nonlinear fitting software Datafit. It is proved that the equation is effective, and the calculated results are in good agreement with the experimental results of this paper and other scholars. Finally, the effects of geometric parameters 尾, 蟿, 纬, 蟿 c and 尉 on the fire resistance of T-shaped circular steel pipe joints strengthened with annular plates are studied by means of finite element analysis, and compared with those of unstrengthened T-joints.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU392.3
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本文编号:2211654
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