论文部分内容阅读
钢结构以其众多的优势在建筑结构工程领域被广泛应用,但耐火性差始终是其一大突出问题。高温下钢梁的材料参数与常温下是完全不同的,主要表现为钢材强度和弹性模量随温度升高显著下降,火灾高温下钢结构承载力极低,容易出现整体性倒塌,给人们的生命财产安全造成巨大的损失,因此钢结构的抗火问题受到广泛的关注。钢结构防火设计是钢结构设计中必不可缺少的,钢梁作为结构中非常重要的受力构件,进行钢梁的抗火能力的研究具有重要的现实意义。在对钢梁进行抗火分析时,将周围构件对其的边界约束用弹性约束来代替,形成“约束钢梁”体系。约束钢梁由于端部存在周围构件对其约束,火灾下行为与简单梁构件有着很大区别,火灾过程中轴力经历轴压力增大、轴压力减小、过渡阶段、轴拉力增加和轴拉力减小4个阶段,其中有三个重要的温度,即钢梁屈服温度、轴压力过渡到悬链线阶段的临界温度和达到受拉极限时的极限温度,这三个温度能够反映约束钢梁的抗火性能。本文将对约束钢梁进行数值模拟,得到约束钢梁在火灾下变形及内力随温度的变化曲线,从中提出确定钢梁屈服温度、临界温度和极限温度的准则和适用条件,并且研究多种参数变化对约束钢梁抗火性能的影响。考虑到以上几方面,本文的主要研究内容分为以下几个方面:(1)国内外规范中钢梁的抗火计算比较及数值分析;(2)轴向约束钢梁火灾下全过程响应及参数分析,参数有轴向约束刚度、载荷比、跨高比、规范折减、屈服强度、荷载分布类型以及钢材种类等;(3)轴向及转动约束钢梁火灾下全过程响应及参数分析,参数有轴向约束刚度、转动约束刚度、载荷比、跨高比、规范折减、屈服强度、荷载分布类型、屈服强度以及钢材种类等。