受火鋼梁行為的邊界約束效應與臨界溫度準則.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)以獨特的優(yōu)點在建筑工程領(lǐng)域得到廣泛應用，但其耐火性差的特性也非常突出。高溫下鋼梁的力學性能與常溫下完全不同，主要是鋼材強度和剛度的顯著下降?；馂南落摻Y(jié)構(gòu)可能發(fā)生嚴重的破壞，甚至出現(xiàn)整體倒塌的后果。因此，鋼結(jié)構(gòu)抗火受到越來越多的關(guān)注。
　　 眾所周知，處于結(jié)構(gòu)體系中的梁與單獨的簡支梁在火災中的行為有很大不同，但將整體結(jié)構(gòu)或周圍結(jié)構(gòu)與梁一起分析則過于復雜，因此可將周圍結(jié)構(gòu)的約束作用用邊界約束替換?？偨Y(jié)國內(nèi)外的資料，許多文獻中是

2、對具有不同軸向、轉(zhuǎn)角約束剛度或只對一種極端約束的受火鋼梁進行的分析，但對幾種不同極端約束下的鋼梁的行為比較分析，并沒有進行相關(guān)的總結(jié)和研究報道。簡支、鉸支、固支等約束作為梁端約束的極端情況，鋼梁在這種約束下的行為發(fā)展，仍具有研究意義，并為約束鋼梁抗火提供一定的理論參考。本文主要進行了以下幾個方面的工作：
　　 (1)基于非線性有限元，對幾種不同極端邊界約束下的受火鋼梁進行數(shù)值模擬。比較了幾種典型極端邊界約束鋼梁的火災行為發(fā)展過程

3、，并分析了載荷比、跨度、載荷類型等參數(shù)對鋼梁火災行為的影響。通過以上研究，可以得到：不同極端邊界下，梁的變形形態(tài)各不相同，軸向約束和轉(zhuǎn)動約束對結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力發(fā)展具有較大的影響。
　　 (2)在已有判別臨界溫度準則的基礎(chǔ)上，建議了幾種新的判別準則，討論了不同準則下的臨界溫度與極限溫度，分析了以上幾種參數(shù)對臨界溫度與極限溫度的影響，可知，幾種判別準則確定的臨界溫度和極限溫度各不相同，當充分利用了高溫后期的懸鏈線效應對結(jié)構(gòu)抗火的有利