型钢混凝土十字形柱耐火极限的试验研究

发布时间：2017-05-06 00:03

  本文关键词：型钢混凝土十字形柱耐火极限的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：型钢混凝土异形柱是在截面中配置型钢以及适量纵向钢筋和箍筋,然后外包混凝土的结构构件。这种结构承载力高且经济造价相对较低,但火灾下此结构暴露在火灾中的面积较大、钢骨架的含钢量高,所以在相同火荷载作用下相对其他混凝土柱来讲,更容易破坏。目前研究主要集中在高温后异形柱的耐火性能,对于高温下异形柱的耐火性能研究较少。本文从试验以及数值模拟两方面研究了型钢混凝土十字形柱的耐火性能,主要工作及结论如下。本文设计并浇注16根十字形SRC柱,利用自制电加热炉进行了恒定荷载下四面受火试验研究,将试验所测相关数据进行了整理与分析,得到如下结论：(1)构件轴向变形程度随荷载比、偏心率增加而增大。受火各柱均呈现乳白色,出现大量无规律细小裂纹,随荷载及偏心率增大柱身出现竖向裂缝,其宽度在2cm左右。(2)从柱中截面肢端温度场分布可以看出,7个构件升温速率基本一致。构件开裂后部分测点在100min时升温速加率快。(3)型钢腹板处温度场分布可以看出,各构件肢端腹板测点的温度基本一致且七个构件升温速率大体相同。(4)偏心加载端位移出现大幅度增长,另一侧位移变化幅度很小。(5)随着荷载比的增大,构件的耐火极限减小。利用有限元软件ABAQUS对十字形柱的温度场进行模拟,由于模拟温度场未考虑构件开裂以及混凝土内水蒸气的蒸发等实际因素,升温曲线上某些数值与试验值略有不同,但计算机模拟值与试验所测温度场的升温趋势基本一致,可以反映截面的一般升温规律。
【关键词】：SRC 十字形柱 耐火极限 试验研究
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9;TU352.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 型钢混凝土柱抗火性能的研究现状11-12
• 1.2.2 常温下型钢混凝土异形柱的力学性能研究12-13
• 1.2.3 高温下钢筋混凝土柱的力学性能研究13
• 1.2.4 高温后钢筋混凝土柱的力学性能研究13-14
• 1.3 本文主要内容14-15
• 第二章 试验研究15-32
• 2.1 前言15
• 2.2 试件设计15-16
• 2.3 加载制度与试验设备16-19
• 2.4 试件制作19-23
• 2.4.1 型钢骨架的制作19-20
• 2.4.2 热电偶的绑扎与模板的制作20-22
• 2.4.3 试件的浇注与振捣22-23
• 2.5 试验过程及试验现象23-31
• 2.5.1 试验过程23-24
• 2.5.2 试验现象24-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 试验数据整理与分析32-44
• 3.1 前言32
• 3.2 截面温度场变化32-37
• 3.2.1 试件测点温度变化曲线32-37
• 3.2.2 温度场变化分析37
• 3.3 柱端位移测量37-41
• 3.3.1 试件位移变化曲线37-40
• 3.3.2 位移变化分析40-41
• 3.4 影响因素分析41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 高温下型钢混凝土十字形柱温度场有限元分析44-54
• 4.1 前言44
• 4.2 高温下混凝土的性能44-47
• 4.2.1 高温下混凝土的热工性能44-46
• 4.2.2 高温下混凝土的力学性能46-47
• 4.3 高温下钢材的性能47-50
• 4.3.1 高温下钢材的热工性能47-48
• 4.3.2 高温下钢材的力学性能48-50
• 4.4 ABAQUS模拟50-53
• 4.4.1 温度场假定50
• 4.4.2 热分析步骤50-52
• 4.4.3 试验结果对比分析52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况59-60
• 致谢60

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