【摘 要】
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框架结构是应用最为广泛的结构形式之一,在火灾高温作用下,由于材料性能劣化和附加温度应力等原因,导致结构承载力显著下降,严重时引起结构的倒塌,造成人员伤亡和财产损失。因此,框架结构的抗火性能日益引起人们的高度重视。目前国内外学者已经开展了钢框架、钢筋混凝土框架、钢管混凝土框架、型钢混凝土框架的抗火性能研究,有关高温下型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框架的抗火性能研究成果较少。本文研究了高温下不同参数S
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51778595);
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框架结构是应用最为广泛的结构形式之一,在火灾高温作用下,由于材料性能劣化和附加温度应力等原因,导致结构承载力显著下降,严重时引起结构的倒塌,造成人员伤亡和财产损失。因此,框架结构的抗火性能日益引起人们的高度重视。目前国内外学者已经开展了钢框架、钢筋混凝土框架、钢管混凝土框架、型钢混凝土框架的抗火性能研究,有关高温下型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框架的抗火性能研究成果较少。本文研究了高温下不同参数SRC柱-RC梁平面框架的抗火性能,重点分析了柱破坏模式下框架的耐火极限、破坏过程及破坏机理。在深入分析不同参数对框架抗火性能的影响的过程中,发现影响框架高温下梁柱临界破坏状态的主要因素为梁荷载比和柱轴压比。主要研究工作和结论如下:1、应用ABAQUS软件建立了火灾下型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框架的有限元分析模型,将计算的温度场和框架位移与文献中的试验数据进行了的对比,验证了模型的合理性。2、通过典型算例分析了火灾高温下框架内部的温度分布规律,梁、柱变形情况,框架的耐火极限、破坏形态及破坏机理。得出高温下框架最终的破坏模式有三种,分别为柱破坏、梁破坏和梁柱混合破坏。重点分析了柱破坏模式下各参数作用时框架的破坏过程、破坏机理及耐火极限。3、通过288个不同参数算例,对影响型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁框架耐火极限的参数进行了深入研究。分析了不同柱长细比λ、柱含钢率α、梁柱线刚度比K、梁截面尺寸b ×h、柱截面尺寸B × D、混凝土强度C、梁荷载比m及柱轴压比n对框架抗火性能的影响。结果表明,框架的耐火极限随着柱长细比λ、柱轴压比n、梁荷载比m的增加而减小,随着柱含钢率α、柱截面尺寸B×D、混凝土强度C的增大而增大。梁柱线刚度比κ及梁截面尺寸b×h主要影响高温下框架最终的破坏模式。4、针对对三种典型柱截面的框架算例,分析不同柱轴压比n和梁荷载比m对框架耐火极限及破坏模式的影响规律。得出不同尺寸框架高温下梁破坏和柱破坏临界状态对应的梁荷载比和柱轴压比范围。
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