多层方钢管混凝土柱—钢混凝土组合梁框架抗火性能研究

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1、万方数据中图分类号四398UDC624硕士学位论文学校代码10533密级公开多层方钢管混凝土柱一钢混凝土组合梁框架抗火性能研究FireResistanceofMulti—LayerConcreteFilledSquareSteelT1llbularColumnandSteel—ConcreteCompositeBeamFr锄e作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：粟慧林土木工程结构工程土木工程学院丁发兴教授论文答辩日期_}丫!≥：；o答辩委员会主中南大学二。一四年五月万方数据原创性声明本人郑

2、重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：鬟整生日期：皿年上月生日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送

3、交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：宝生鱼垒日期：上牟年上月卫日导师放幺丁愀乃导师签名』!坠：^日期：兰坐年鱼月刍万方数据多层方钢管混凝土柱一钢混凝土组合梁框架抗火性能研究摘要：本文对局部火灾下三层三跨方钢管混凝土柱．钢混凝土组合梁平面框架的抗火性能及常温下复式圆钢管混凝土短柱的受压力学性能进行三维壳．实体精细有限元分析，分析中，钢梁、钢管

4、采用壳单元，混凝土采用实体单元，栓钉采用梁单元，钢筋采用桁架单元，分析中考虑高温下方钢管与混凝土的约束作用以及钢．混凝土组合梁的黏结．滑移性能，主要工作如下：(1)采用ABAQUS有限元软件，取合理的高温下材料热工系数和热力耦合本构关系，对恒高温下的方钢管混凝土柱力学性能及钢管与混凝土之间的相互作用进行了分析；并对不同受火工况下的方钢管混凝土柱与单层单跨框架的温度场和抗火性能的试验结果进行有限元分析与验证。(2)设计一榀等跨三层三跨框架和一榀不等跨三层三跨方钢管混凝土柱．钢混凝土组合梁平面框架模型，采用合理的

5、有限元建模方法，对局部火灾下的两榀组合框架进行温度场和抗火性能分析；通过改变柱端荷载水平和柱保护层厚度，获得框架结构两种不同的破坏模式，通过对两榀框架两种破坏模式下的内力和变形分析，讨论不同跨度对平面框架抗火性能的影响。(3)采取与三层三跨框架相同的受火边界条件，对两端固支方钢管混凝土柱、两端固支组合梁的抗火性能进行有限元分析，并与框架梁、框架柱进行对比分析，讨论框架中构件抗火性能与单个构件抗火性能的区别。(4)采用有限元法对复式圆钢管混凝土轴压短柱进行有限元分析与实验验证，分析复式圆钢管混凝土轴压短柱的内、

6、外钢管纵向应力与横向应力，内、外核心混凝土的纵向应力的变化，分析内外钢管直径比、内外钢管含钢率比、混凝土抗压强度等因素对复式圆钢管混凝土轴压短柱承载力的影响，在此基础上，提出相应的承载力实用计算公式。关键词：有限元；多层组合平面框架；抗火；局部火灾；复式圆钢管；极限承载力分类号：TU398II万方数据FireResistanceofMulti．1ayerConcreteFiUedSquareSteelTubularColumandSteel．concreteCompositeBeamFrameAbstract

7、：Thisthesispresentsshell．solidelaboratefiniteelementanalVsesoffireresistanceofconcretefiUedsquaresteeltubularcolunm(CFST)andsteel—concretecompositebeam(SCB)仔amewiththreespansand也reestories，andmemechanicalbehaviorofconcrete．filleddoublecircularsteeltubularst

8、ubcolumn(CFDT)underaxialloaded．Intheanalysesmodel，steelbe锄andsteelcoluInnusesheUelement，concreteusesolidelement，steelstudusebeamelement，steelbarusetmsselement，andtherestrictionofsteeltubetoconcreteandm