基于子结构模型的约束PEC柱（强轴）抗火性能研究

发布时间：2017-09-26 08:04

  本文关键词：基于子结构模型的约束PEC柱（强轴）抗火性能研究

  更多相关文章： PEC柱 约束 子结构 抗火性能 耐火极限

【摘要】：结构抗火性能研究中,结构柱的轴向约束作用多以施加轴向约束弹簧来模拟,转动约束作用多以施加转动约束弹簧来模拟,且弹簧刚度一般为定值。实际局部火灾荷载作用下,与柱直接相连的梁因材性逐渐弱化导致刚度不断下降;因此,梁对柱的转动约束能力不断降低。所以,在柱端施加定常约束与实际情况存在明显差异。为了更加真实地反映结构中的PEC柱在受约束情况下的抗火性能,本文采用包含部分梁、柱、楼板的子结构模型,同时考虑柱的轴向约束和弯曲约束,更加精确地模拟柱端连续性条件,进行约束PEC柱子结构的抗火性能研究。主要研究内容如下:1、基于局部受火条件下PEC柱的受力状态和边界条件,确定了约束PEC柱子结构模型。2、利用有限元软件ABAQUS,建立了包含部分梁、柱、板的约束PEC柱子结构顺序热—力耦合分析模型,计算了子结构轴向位移变化曲线和耐火极限。应用约束PEC柱抗火试验数据验证了模型的合理性。3、利用验证后的模型对约束PEC柱子结构进行了温度场、力学响应分析。4、分析了火灾荷载比、轴向约束刚度比、梁柱线刚度比、柱相对长细比、偏心率等参数对约束PEC柱子结构轴向位移曲线和轴力变化系数曲线的影响规律。5、基于轴向位移变化定义的耐火极限,分析了火灾荷载比、轴向约束刚度比、柱相对长细比、偏心率等参数对约束PEC柱子结构耐火极限的影响规律。
【关键词】：PEC柱 约束 子结构 抗火性能 耐火极限
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究动态11-15
• 1.2.1 PEC柱抗火研究现状11-12
• 1.2.2 型钢混凝土柱抗火研究现状12-13
• 1.2.3 钢筋混凝土柱抗火研究现状13
• 1.2.4 约束钢柱抗火研究现状13-14
• 1.2.5 框架结构抗火研究现状14-15
• 1.3 研究意义15-16
• 1.4 主要研究内容16-17
• 第二章 约束PEC柱子结构模型选取、建立和验证17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 子结构PEC柱模型的选取17-18
• 2.3 约束PEC柱子结构温度场计算模型18-23
• 2.3.1 温度场计算理论18-20
• 2.3.2 材料热工性能20-22
• 2.3.3 边界条件和界面处理22-23
• 2.3.4 单元选取和网格划分23
• 2.4 约束PEC柱子结构力学分析模型23-28
• 2.4.1 高温下力学分析假定23
• 2.4.2 材料热力学性能23-28
• 2.4.3 边界条件和界面处理28
• 2.4.4 单元选取和网格划分28
• 2.5 模型验证28-33
• 2.5.1 温度场模型验证29-31
• 2.5.2 力学分析模型验证31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 约束PEC柱子结构温度场计算和力学分析34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 约束PEC柱子结构算例基本参数34-36
• 3.3 约束PEC柱子结构（绕强轴）温度场分析36-38
• 3.4 子结构约束PEC柱（绕强轴）力学分析38-42
• 3.4.1 变形特征38-40
• 3.4.2 应力分布40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 约束PEC柱子结构轴力和轴向位移分析43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 参数定义43-45
• 4.3 火灾作用下约束PEC柱子结构轴力变化系数分析45-49
• 4.3.1 轴向约束刚度比 a 对轴力变化系数影响45-46
• 4.3.2 柱荷载比u对轴力变化系数影响46
• 4.3.3 梁柱线刚度比k对轴力变化系数影响46-47
• 4.3.4 相对长细比 l 对轴力变化系数影响47-48
• 4.3.5 偏心率e对轴力变化系数影响48-49
• 4.4 火灾作用下约束PEC柱子结构轴向变形分析49-54
• 4.4.1 轴向约束刚度比 a 对轴向变形影响49-50
• 4.4.2 柱荷载比u对轴向变形影响50-51
• 4.4.3 梁柱线刚度比k对轴向变形影响51-52
• 4.4.4 柱相对长细比 l 对轴向变形影响52-53
• 4.4.5 偏心率e对轴向变形影响53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 约束PEC柱（强轴）子结构耐火极限分析55-61
• 5.1 引言55
• 5.2 耐火极限定义55-56
• 5.3 各参数影响分析56-60
• 5.3.1 荷载比影响57-58
• 5.3.2 相对长细比影响58
• 5.3.3 偏心率影响58-59
• 5.3.4 轴向约束刚度比影响59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 作者简历69

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本文编号：922366