完全疊接型相貫焊接圓鋼管節(jié)點抗火性能研究.pdf

1、作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，鋼管節(jié)點因具有便于安裝、自重較輕等優(yōu)點，并有著良好的力學性能，現(xiàn)如今已經(jīng)在海洋平臺結(jié)構(gòu)、大跨度空間結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應用。學者們已經(jīng)對完全疊接管節(jié)點的應力集中因子、靜力承載力以及破壞機制等常溫下力學性能開展了研究。眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能并不好，鋼材的材料性能由于溫度的升高而顯著降低。因此，火災是鋼結(jié)構(gòu)破壞的最重要隱患，但是目前對鋼管結(jié)構(gòu)節(jié)點的抗火性能研究還比較少。為此，本文采用試驗研究和有限元分析相結(jié)合的方法對完全疊接

2、管節(jié)點進行了抗火性能研究。
　　首先設計了3個不同尺寸的完全疊接管節(jié)點試件，并進行了恒載升溫試驗，主要研究βct和βtl兩個幾何參數(shù)對抗火性能的影響。結(jié)果表明，βtl的增大有利于提高節(jié)點的抗火性能，提高了試件的耐火極限和臨界溫度，而βct的增大也會輕微地增大了試件的耐火極限和臨界溫度。
　　隨后，采用有限元軟件ABAQUS對3個完全疊接管節(jié)點試件的抗火試驗進行了模擬，采用間接熱力耦合的分析方法，研究了火災下完全疊接管節(jié)點的升

3、溫特性、變形特征以及破壞模式。有限元分析中采用了分區(qū)域網(wǎng)格劃分方法，同時考慮了材料非線性與幾何非線性。將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比，兩者吻合較好，表明用ABAQUS有限元軟件進行完全疊接管節(jié)點的抗火性能分析是可行的。
　　最后，利用驗證過的有限元模型對完全疊接管節(jié)點的幾何參數(shù)（βct、βtl、τct、τtl、γC、θ、ζT）以及荷載比n進行了詳細的分析，研究不同參數(shù)對節(jié)點抗火性能的影響。將試驗和有限元分析得到的臨界溫度結(jié)果與