三面受火的方钢管约束钢筋混凝土柱耐火极限研究

发布时间：2021-08-28 14:18

　　目的研究方钢管约束钢管混凝土柱在三面受火情况下的耐火极限,为其抗火设计提供依据.方法在合理选取材料属性与边界条件的前提下,利用ABAQUS有限元软件建立三面受火的方钢管约束钢筋混凝土柱的数值模型;在模型合理基础上,分析荷载比、长细比、截面尺寸、荷载偏心率和含钢率等参数对构件耐火极限的影响.结果荷载比和长细比对结构的耐火极限具有更显著的影响,耐火极限随荷载比和长细比的增大而减小;构件荷载比由0.4增至0.6,其耐火极限下降54.60%;长细比由20升至40,耐火极限下降25.68%;当含钢率由2%上升至4%时,构件的耐火极限上升10.94%;荷载偏心率对结构的耐火极限影响较为复杂,构件耐火极限在e/i=-0.2时极限承载力迅速提高.结论减小构件长细比,并增大含钢率,可有效提高构件耐火极限. 

【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020,36(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

模型验证数据结果对比

模型验证数据结果对比

选取典型算例构件的截面尺寸与受火方式如图2所示.构件长细比为40,截面边长为400 mm,保护层厚度为40 mm,配置8Φ20纵筋,钢管壁选取4 mm.假定构件温度延长度均匀分布,故可将其截面作为温度场研究对象.图3为150 min时构件跨中截面的温度分布云图.根据云图分析可得,在三面受火条件下,受火边界和截面单轴对称分布,受火面温度变化剧烈,距离核心混凝土越近温度越低,且温度梯度变化越缓慢.图3 构件温度场截面示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]GFRP管约束钢骨混凝土组合短柱轴压试验[J]. 杨文伟,李顺涛,杨霞.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]工字形CFRP-高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析[J]. 李帼昌,杨宇,杨志坚,展志常.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究[J]. 吴潜,李帼昌,罗元伟,李明.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2019(05)
[4]基于正交的圆钢管再生混凝土柱力学性能研究[J]. 闻洋,姜雯丽霞,韩洪鹏,付立平.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2019(03)
[5]钢蜂窝梁-混凝土楼板组合梁抗火性能研究[J]. 贾连光,王宇涵,王留生,张旭.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(05)
[6]非均匀火灾作用下方钢管混凝土柱受力机理研究[J]. 吕学涛,杨华,张素梅.  建筑结构学报. 2013(03)

博士论文
[1]火灾下与火灾后圆钢管约束钢筋混凝土柱力学性能研究[D]. 刘发起.哈尔滨工业大学 2014
[2]非均匀受火的方钢管混凝土柱抗火性能与设计[D]. 吕学涛.哈尔滨工业大学 2010

硕士论文
[1]钢管再生混凝土柱耐火性能研究[D]. 张磊.大连理工大学 2015
[2]受火后圆钢管约束钢筋混凝土轴压短柱静力性能研究[D]. 潘雁翀.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3368670