鋼管混凝土組合框架受火性能及抗連續(xù)倒塌性能分析.pdf

1、鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)在建筑工程中已有廣泛的應用，深入研究鋼管混凝土組合框架結(jié)構(gòu)在火災升、降溫作用下的力學性能及關(guān)鍵構(gòu)件失效（人為抽柱及受火損傷）后剩余結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌性能，對組合框架整體結(jié)構(gòu)的抗火及防連續(xù)倒塌設(shè)計具有重要的意義。本文主要研究工作包括以下四個方面的內(nèi)容：
　　(1)基于ABAQUS有限元提供的UMAT平臺，對鋼材和混凝土單軸本構(gòu)模型進行了二次開發(fā)，該材料單軸本構(gòu)模型可用于鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土以及鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)體系的擬

2、靜力分析、彈塑性動力分析和抗連續(xù)倒塌非線性分析。
　　(2)基于ABAQUS用戶子程序開發(fā)平臺UEXPAN和USDFLD，開發(fā)了考慮鋼材高溫蠕變和混凝土高溫徐變以及瞬態(tài)熱應變影響的計算子程序和自動識別不同受火階段熱力本構(gòu)模型的計算程序，進行了不同火災工況下鋼管混凝土框架的耐火性能和受火全過程機理分析；在此基礎(chǔ)上，對鋼管混凝土框架柱火災后剩余承載力影響因素進行了系統(tǒng)的參數(shù)分析；在鋼管混凝土柱火災后剩余承載力系數(shù)簡化計算公式的基礎(chǔ)上，

3、引入等效計算長度系數(shù)，給出了鋼管混凝土框架柱火災后剩余承載力系數(shù)簡化計算公式。
　　(3)采用非線性動力分析方法和Pushdown方法進行了鋼管混凝土框架連續(xù)倒塌機制和抗力分析。在此基礎(chǔ)上，采用精細有限元法對“兩跨三柱”結(jié)構(gòu)進行抗倒塌分析，細致剖析豎向荷載全過程作用下組合框架的倒塌全過程，分析中柱失效卸載位移與承載力的全過程曲線特征，明晰受力全過程中鋼管和混凝土的受力特點、節(jié)點和框架梁等部件的受力特點，以及邊柱鋼管與核心混凝土的受

4、力機理?；诘湫涂蚣芩憷治?，進行鋼管混凝土組合框架抗倒塌性能影響因素的參數(shù)分析，研究不同幾何和物理等參數(shù)對鋼管混凝土組合框架的抗力曲線、倒塌機理、破壞模態(tài)等性能的影響規(guī)律。
　　(4)基于靜-動力轉(zhuǎn)換分析方法，利用ABAQUS預定場和重啟動功能，進行鋼管混凝土框架中柱受火失效后的受力特征和破壞模態(tài)分析。在此基礎(chǔ)上，對9層鋼管混凝土空間框架第6層角部開間受火場景下的倒塌破壞模態(tài)，分析梁、柱構(gòu)件受火失效引起的鋼管混凝土空間框架的全過