火災(zāi)下鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)破壞機理研究及抗倒塌性能分析.pdf

1、鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)是一種集經(jīng)濟性、實用性等為一體的新型鋼結(jié)構(gòu)形式，在國外已有許多工程應(yīng)用實例，我國也正在積極推廣該結(jié)構(gòu)形體系的應(yīng)用。近年來，火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的安全性引起了國內(nèi)外學(xué)者的高度重視，而鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)作為一種新型的鋼結(jié)構(gòu)形式，目前國內(nèi)外關(guān)于該結(jié)構(gòu)的抗火研究尚處于起步階段。本文在國家自然科學(xué)基金項目“鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架體系抗火性能研究”（編號:50706059）和中南大學(xué)研究生教育創(chuàng)新工程的資助（編號:2010ssxt215）下，對鋼交錯桁架結(jié)

2、構(gòu)在火災(zāi)高溫下的破壞機理和失效模式進行了研究，并初步探討了該結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的抗倒塌性能。
　　 本文主要完成了以下工作:
　　 (1)開展了鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)縮尺模型抗火試驗研究，獲得了鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律，得到了采用不同節(jié)點形式的鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的失效模式，分析了該結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的破壞機理，并對火災(zāi)下采用不同節(jié)點形式的鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)跨中節(jié)間豎腹桿的屈曲形式進行了比較分析。
　　 (2)根據(jù)試驗研究

3、的結(jié)果，針對鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下可能發(fā)生的連續(xù)性倒塌進行了數(shù)值模擬研究。利用備用荷載路徑法，采用ANSYS建立了鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)三維模型進行分析，得到了關(guān)鍵部位構(gòu)件失效對鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并提出了火災(zāi)下防止鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)性倒塌的措施。
　　 (3)針對該結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下可能發(fā)生的倒塌行為提出了一種基于抗倒塌的優(yōu)化防火方案，并討論了該優(yōu)化方案的經(jīng)濟性。
　　 本文的研究成果對完善鋼交錯桁架結(jié)構(gòu)的抗火理論有著積極