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装配整体式螺栓钢板箍连接框架柱抗火性能研究

发布时间:2018-04-25 21:24

  本文选题:装配整体式 + 温度场 ; 参考:《西安建筑科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着装配整体式结构的日渐增多,对装配式体系建筑的耐火性能的研究也日趋重要。本课题是在“新型抗震装配整体式混合框架结构体系实验研究与应用”科技项目[1]的基础上,对其中柱与柱连接实验的部分进行的扩展研究。这种新型的连接形式通过实验验证能够很大程度上提高柱子的承载力和抗震性能,已经应用于实际工程中。目前对于这种新型的装配整体式柱在火灾下和火灾后的力学性能的研究极少,因此对于这种新型柱的抗火性能的研究十分必要。本文主要从耐火极限和火灾后剩余承载力两个方面对装配整体式柱的抗火性能进行研究,主要内容:(1)采用ABAQUS有限元分析软件,并选取合适的材料热工参数及热力学模型,建立了装配整体式螺栓钢板箍连接框架柱抗火分析的有限元模型。(2)模拟装配整体式螺栓钢板箍连接框架柱在ISO-834标准升(降)温曲线作用下的温度场,并运用相关的试验数据,验证了温度场及在热力耦合的作用下有限元分析模型的正确性。(3)分析了轴压比、偏心率、防火保护层、受火方式、钢板箍厚度、配筋率和栓杆直径等因素对装配整体式螺栓钢板箍连接框架柱耐火极限的影响,揭示了各参数对构件轴向变形及耐火极限的影响规律。建立了相同工况现浇柱的有限元分析模型,将其耐火性能与装配式柱耐火性能进行对比。(4)模拟分析装配整体式螺栓钢板箍连接框架柱在受火后的剩余受压承载力和受剪承载力的情况,并找出受火时间、受火方式、轴压比、偏心率、防火保护层、配筋率和钢板箍厚度等因素对构件受火后剩余承载力的影响规律,并计算出在各种工况下火灾作用对装配整体柱承载力影响系数。(5)根据论文的模拟结果和分析结论,对装配整体式螺栓钢板箍连接框架柱耐火性能的提高提出合理化建议,并通过对已加固的火灾后构件承载力的计算,给出火灾后装配整体式柱加固与修复的建议。
[Abstract]:With the increasing of assembly integral structure, it is more and more important to study the fire resistance of assembly system building. On the basis of "Experimental Research and Application of a New Type of Seismic Assembly Integrated Hybrid frame structure system", this paper studies the expansion of the experimental part of the column to column connection experiment in this project [1]. The experimental results show that this new type of connection can greatly improve the bearing capacity and seismic performance of the columns, and has been applied in practical engineering. At present, there is little research on the mechanical properties of this new type of assembled monolithic column under fire and after fire, so it is necessary to study the fire resistance of this new type of column. In this paper, the fire resistance of assembled monolithic columns is studied from two aspects of fire resistance limit and residual bearing capacity after fire. The main content is that ABAQUS finite element analysis software is used, and suitable thermal parameters and thermodynamic models of materials are selected. In this paper, a finite element model for fire resistance analysis of steel plate hoop connection frame columns with assembled integral bolts is established. (2) the temperature field of assembly bolted steel plate hoop connection frame columns under the action of ISO-834 standard rising (falling) curve is simulated, and the relevant test data are used. The correctness of the temperature field and the finite element analysis model under the action of thermal coupling is verified. (3) the axial compression ratio, eccentricity, fire protection layer, fire mode, thickness of steel plate hoop are analyzed. The influence of the ratio of reinforcement and the diameter of bolt on the fire resistance limit of the steel plate hoop frame column with assembled integral bolt is discussed. The influence of the parameters on the axial deformation and the fire resistance limit of the components is revealed. The finite element analysis model of cast-in-place column under the same working condition is established. Comparing its fire resistance with that of assembled columns, the paper simulates and analyzes the residual compressive and shear bearing capacity of the frame columns connected with steel plate and hoop of assembled integral bolts after fire, and finds out the fire time and fire mode. The influence of axial compression ratio, eccentricity ratio, fire protection layer, reinforcement ratio and thickness of steel plate hoop on the residual bearing capacity of members after fire, The influence coefficient of fire action on the bearing capacity of assembled monolithic columns under various working conditions is calculated. According to the simulation results and analytical conclusions of the paper, reasonable suggestions are put forward for the improvement of fire resistance of steel plate hoop frame columns with assembled integral bolts. Through the calculation of the bearing capacity of the reinforced members after fire, the suggestion of strengthening and repairing the assembled integral columns after fire is given.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU352.5

【参考文献】

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本文编号:1803000

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