火灾作用下钢管混凝土柱接触热阻非线性模型研究.pdf

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1、典型聚合物材料应变率相关本构模型研究火灾作用下钢管混凝土柱接触热阻非线性模20型14研级究穆磊金硕士土木20工14程级胡文军（邵研麟究捷员）陶俊林（教授）硕士土木工程李明海（研究员）陶俊林（教授）ClassifiedIndex:TU375.1U.D.C:624SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisStudyontheNonlinearThermalContactResistanceModelofConcreteFilledSteel

2、TubeColumnunderFireConditionGrade:2014Candidate:LinjieShaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:CivilEngineeringSupervisor:MinghaiLi/JunlinTaoMay.15,2017西南科技大学硕士研究生学位论文第I页西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着钢管混凝土柱在高层和超高层建筑的广泛应用，以及高层和超高层建筑火灾带来的巨大损失和危害，其在火灾作用下的温度及位移响应也受

3、到越来越多的关注。钢管混凝土柱由于钢管与混凝土之间接触不紧密，在火灾作用下将产生接触热阻，接触热阻的存在将影响钢管混凝土柱在火灾下的温度响应和位移响应。因此研究钢管混凝土柱接触热阻非线性变化影响因素，建立接触热阻非线性模型，对于研究钢管混凝土柱火灾高温作用下的准确温度响应和位移响应有着重要意义。本文将从以下几个方面对钢管混凝土柱接触热阻非线性模型进行研究：（1）考虑了初始间隙、界面温度、以及钢管与混凝土黑度等多种因素的影响，利用传热学基本理论建立了高温作用下钢管混凝土柱接触热阻非线性理论模型，并通过钢管混凝土柱

4、实际高温荷载试验测得曲线进行验证，验证了该理论的真实合理性。（2）选择合适的有限元模型，确定材料的热工参数及边界条件后引入钢管混凝土柱接触热阻非线性模型对火灾高温作用下的钢管混凝土柱进行热分析，得到钢管混凝土柱温度场分布，与钢管混凝土柱实际高温荷载试验进行验证，得到了火灾高温作用下钢管混凝土柱的准确的温度场分布。（3）在热分析的基础上，合理选择钢材、混凝土的本构模型，对其进行热-力耦合分析，得到钢管混凝土柱在火灾高温作用下的应力场及应变场响应。关键词：钢管混凝土柱火灾作用下接触热阻非线性模型西南科技大学硕士研究

5、生学位论文第II页AbstractNowadays,withthewidespreaduseoftheconcretefilledsteeltubecolumnintheengineering,aswellashugelossesandhazardscausedbyfireinhigh-riseandsuperhigh-risebuildings,thetemperatureanddisplacementresponseofhigh-risebuildingundertheactionofthefirehasr

6、eceivedmoreandmoreattention.Concrete-filledsteeltubecolumnduetothecontactbetweensteeltubeandconcreteisnottight,undertheeffectoffirewillproducethethermalcontactresistance,theexistenceofthethermalcontactresistancewillaffectthetemperatureanddisplacementresponse

7、oftheconcretefilledsteeltubularcolumnunderthefire.Soresearchingthenonlinearfactorsinfluencethethermalcontactresistanceofconcretefilledsteeltubecolumn,establishingthenonlinearthermalcontactresistancemodel,forthestudytheaccuratetemperatureresponseandthedisplac

8、ementresponseofconcretefilledsteeltubecolumnsundertheactionofhightemperaturefirehasanimportantsignificance.Thisarticlewillfromthefollowingseveralaspectstostudythenonlinearmodelofthethermalcontac