约束pec柱（弱轴）抗火性能的研究

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1、苏州科技学院硕士学位论文约束PEC柱(弱轴)抗火性能研究硕士研究生：满建政指导教师：毛小勇教授学科专业：结构工程苏州科技学院土木工程学院二〇一二年六月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyResearchonFirePerformanceofRestrainedPartiallyEncasedConcrete(PEC)ColumnsMasterCandidate:ManJianzhengSupervisor:MaoXiaoyongMajor:StructureEngin

2、eeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologySchoolofCivilEngineeringJUNE.2012苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要PEC组合柱综合了钢材和混凝土两种材料的优点，具有比型钢更高的承载力，比混凝土更好的延性。这种柱在施工过程中节约模板，方便施工，此外这种新型组合柱不仅可以用于已有钢结构柱的加固还可以用于新建的多高层，应用前景十分良好。目前对该类组合柱的火灾性能研究较少，尤其是考虑柱端部约束的抗火性能研究还处于起步阶段。研究约束PEC柱的火灾下的承载力不仅具有重要的理论意义还有一定

3、的实用价值。本文进行了两根轴向约束PEC柱耐火试验，得到了柱的耐火极限、变形过程曲线。对国内外已有的研究成果进行了总结分析，在此基础上为有限元模拟选用了合适的高温材料计算模型。采用通用有限元软件ABAQUS建立了约束PEC柱的三维分析模型，并对模型计算的温度场以及力学分析结果进行了验证。利用验证后的模型对标准升温条件下四面受火约束PEC柱进行了抗火性能分析。对升温过程中柱轴力变化规律以及影响因素进行了分析。在定义了耐火极限准则后对约束PEC柱的耐火极限进行了参数分析，在参数分析的基础上给出了约束PEC柱的耐火极限简化公式。关键词：PEC柱；约束；

4、温度场；耐火极限；参数分析；IMasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyAbstractAbstractPartiallyencasedconcrete(PEC)columnscombinedtheadvantagesofconcreteandsteel,havingahigherloadbearingcapacitythansteelandabetterductilethanconcrete.Duringtheconstructionprocess,PECcolumnsc

5、ansavetemplateandfacilitateconstruction.Besides,thisnewtypecompositecolumnscannotonlybeusedtostrengthensteelcolumnsbutalsocanbeusedforhigh-risestructurestobebuilt.Itsapplicationprospectisverygood.However,justafewresearchonthefirebehaviorofPECcolumnshavebeenconducted,butevenso

6、,thestudiesonfireperformanceofrestrainedPECcolumnsisstillatthestartstage.ResearchingonthefireperformanceofPECcolumnsdoesnotonlyhavetheimportanttheoreticalsignificancebutalsohavethepracticalvalue.FireresistancetestsontwoaxiallyrestrainedPECcolumnswereconducted.Axialdeformation

7、andlateraldisplacementwereobserved.BasedonageneralreviewontheachievementobtainedbyforeignandChineseresearchers,thermalandmechanicalpropertiesofconcreteandsteelunderelevatedtemperaturewerechosenforfiniteelementmodel.A3DmodelofrestrainedPECcolumnsunderfirewasdevelopedbyfiniteel

8、ementsoftware(ABAQUS),subsequentlythemodelwasverifiedbytestresults.T