型钢混凝土柱耐火性能研究与优化方法

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1、HebeiUniversityofEngineering硕士学位论文题目：型钢混凝土柱耐火性能研究与优化方法作者姓名：王咖指导教师：王羡农教授学科专业：结构工程所在学院：土.木c程学院bil提交论文日期：2015年5月26日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不何含为获得河北工程大学或其他教存机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的

2、法律结果山本人承担。学位论文作者签名：二签字円期：年t月円学位论文版权使用授权书太学位论言作者完全了解河北工程大学有关保留、使用学位论文的规定。恃捋权河北工程大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：签字F1期：>lT年艾月；^门导师签名：iI队签字n期：年r月工学硕士学位论文型钢混凝土柱耐火极限研究与优化方法河北工程大学2015年05月26日分类号：TU398密级：UDC：单位

3、代码：10076工学硕士学位论文型钢混凝土柱耐火性能研究与优化方法作者姓名：王忠铖指导教师：王羡农教授申请学位级别：工学硕士学科专业：结构工程所在单位：土木工程学院授予学位单位：河北工程大学ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringFireResistanceResearchofSteelReinforcedConcreteColumnsandOptimizationMethodCandidate：WangZhong-ch

4、engSupervisor：WangXian-nongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：StructuralEngineeringSchool/Department：SchoolofCivilEngineeringHebeiUniversityofEngineeringMay26,2015摘要摘要近年来对SRC结构的研究越来越受到各国学者的关注，尤其是SRC结构在火灾中的表现，如何提高SRC结构在火灾中的耐火极限已经成为摆在研究人员面前的重要研究课题之一。但耐火试验不仅需要较高的硬件条件，同

5、时又很难获得SRC构件在受火情况下的一系列的变化过程，因而本文采用ANSYS有限元分析软件对轴心受压的SRC柱进行火灾情况下的模拟分析，主要内容及成果总结如下：1．应用ANSYS软件建立SRC柱的有限元分析模型，计算其在国际标准升温曲线下温度场的分布规律，获得了四面受火情况下SRC柱温度场的分布规律：在横截面方向上，随着时间的增加，型钢翼缘面混凝土温度总是高于腹板面混凝土温度；最大压应变出现在距柱端较近的翼缘位置处。2．应用标准升温曲线下的SRC柱耐火试验数据对所做模型进行验证，包括温度场、变形曲线、耐火极限等方面。进而分析含钢率、偏心率、轴压比、截面尺寸及长细比

6、等因素对耐火极限的影响。分析结果表明，在一定范围内，随着含钢率的增高、偏心率的减小、轴压比的减小、截面尺寸的增加、长细比的减小，SRC柱的耐火极限会有不同程度的提高。3．以上分析均建立在不考虑SRC柱表混凝土爆裂的基础上，然而在实际生产生活中，由于火灾的发生，SRC柱表的混凝土很容易发生爆裂，而混凝土外包层一旦爆裂，SRC结构的耐火性能会比预期的差很多。本文提出了一种可以针对此问题的解决途径，即基于“破坏-安全”抗震理念的SRC柱防火设计优化方法。数值模拟分析结果表明，SRC柱经过基于“破坏-安全”抗震理念的防火设计预处理后，抗弯刚度较原始构件绕强轴和弱轴均有一定

7、程度上的增强，与此同时，由于对混凝土的爆裂位置进行了预判，因而可以对整个结构的薄弱部位和破坏形式加以控制，进而提高了结构的在火灾下的整体稳定性，可以为今后SRC结构抗火设计优化方法提供思路。关键词：型钢混凝土；耐火性能；抗弯刚度；有限单元法；“破坏-安全”理念IAbstractAbstractInrecentyears,theresearchoftheSRCstructurehasattractedmoreandmoreattentionofscholars,especiallytheperformanceofSRCstructureinthefire.Howto

8、impro