焊接K型圓鋼管節(jié)點(diǎn)抗火性能研究.pdf

1、本文主要研究了支管承受軸向荷載的K型圓鋼管節(jié)點(diǎn)在升溫條件下的抗火性能和失效模式。首先,試驗(yàn)研究了兩個(gè)足尺寸的K節(jié)點(diǎn)在升溫條件下的力學(xué)行為。試驗(yàn)過程中測量了試件表面的溫度和一些特殊點(diǎn)的位移(如鞍點(diǎn)、冠點(diǎn)和受壓支管端部)。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)溫度超過某一定值時(shí),節(jié)點(diǎn)的失效迅速發(fā)生;主管表面測點(diǎn)的溫度幾乎相同,而支管表面的溫度總是稍微高于主管的溫度;根據(jù)不同的變形機(jī)理,節(jié)點(diǎn)的失效過程通?？梢苑譃槿齻€(gè)明顯的階段:膨脹階段、退化階段和倒塌階段;試件的

2、失效模式表現(xiàn)為主管面的塑形屈服失效。另外,為了廣泛研究K節(jié)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用下的抗火性能,提出了間接熱力耦合有限元模型。模型的有效性和準(zhǔn)確性通過與試驗(yàn)結(jié)果對比得到驗(yàn)證。在參數(shù)分析之前,提出了一種基于節(jié)點(diǎn)變形速率的方法來確定節(jié)點(diǎn)的臨界溫度。隨后,初步研究了對流系數(shù)h、發(fā)射率ε、β(支管直徑與主管直徑之比)、γ(主管直徑與兩倍主管厚度之比)、θ(支管與主管之間的夾角)、荷載比n(施加的荷載與節(jié)點(diǎn)承載力之比)和主管應(yīng)力比n'(施加在主管端部的應(yīng)