焊接圓鋼管節(jié)點(diǎn)抗火性能研究.pdf

1、圓鋼管結(jié)構(gòu)由于其良好的力學(xué)性能、美觀的藝術(shù)性造型和方便的制作與施工等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于空間大跨結(jié)構(gòu)。管節(jié)點(diǎn)通常為圓鋼管結(jié)構(gòu)的重要受力部分,由于薄壁管結(jié)構(gòu)中的主管徑向剛度通常小于支管的軸向剛度而使得節(jié)點(diǎn)會(huì)先于構(gòu)件發(fā)生破壞,成為整個(gè)鋼管結(jié)構(gòu)受力的薄弱環(huán)節(jié)。目前,在常溫下,在主管內(nèi)焊接加勁環(huán)為較常用且有效的加強(qiáng)方式。由于鋼材的力學(xué)性能會(huì)隨著溫度的升高而急劇降低,嚴(yán)重威脅鋼管結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的安全性能,因此本文對T型空心圓鋼管節(jié)點(diǎn)以及相應(yīng)的內(nèi)置加勁環(huán)

2、加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行了試驗(yàn)和有限元研究。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對恒載升溫條件下的T型空心圓鋼管節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行了試驗(yàn)測試。獲得了其失效模式、節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化的曲線和節(jié)點(diǎn)位移隨溫度變化的曲線,并深入分析了升溫條件下節(jié)點(diǎn)失效的原因。
　　(2)對恒載升溫條件下的內(nèi)置加勁環(huán)加強(qiáng)型T型圓鋼管節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行了試驗(yàn)測試。獲得了其失效模式、節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線和節(jié)點(diǎn)位移隨溫度變化曲線,通過與空心T型圓鋼管

3、節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較發(fā)現(xiàn),內(nèi)置加勁環(huán)能夠有效得延長節(jié)點(diǎn)的耐火時(shí)間和節(jié)點(diǎn)的臨界溫度,有效地提高了管節(jié)點(diǎn)的抗火性能。
　　(3)根據(jù)相應(yīng)的試驗(yàn)條件,利用有限元軟件ABAQUS建立了T型空心圓鋼管節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證模型。經(jīng)計(jì)算分析后得到的有限元結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了模型的可靠性和準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)之上對T型空心圓鋼管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了抗火性能的參數(shù)分析,研究了主管長徑比α,支管主管直徑比β,主管徑厚比γ和荷載比n對于空心圓鋼管節(jié)點(diǎn)的抗火性能的影響