梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)火災(zāi)響應(yīng)特性有限元模擬研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)建筑中的關(guān)鍵組成部分，在保持鋼結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用非常廣泛的節(jié)點(diǎn)形式之一，研究全焊接節(jié)點(diǎn)的抗火性能是進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)、火災(zāi)安全評(píng)估的重要前提和基礎(chǔ)，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先對(duì)前人所完成的鋼結(jié)構(gòu)全焊接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了有限元模擬對(duì)比分析，驗(yàn)證了有限元分析方法在梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)抗火性能研究中的適用性；其次運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)梁柱

2、全焊接節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行模擬計(jì)算，分析不同升溫條件下全焊接節(jié)點(diǎn)的火災(zāi)行為，揭示特定參數(shù)對(duì)全焊接節(jié)點(diǎn)的火災(zāi)響應(yīng)特性，對(duì)比分析全焊連接和栓焊連接節(jié)點(diǎn)的抗火性能；然后建立具有防火涂層的有限元模型，研究不同受火方式和不同防火涂層厚度對(duì)全焊接節(jié)點(diǎn)抗火性能的影響；最后利用有限元分析方法探索性的研究了梁柱全焊節(jié)點(diǎn)在降溫階段的抗火性能變化，研究結(jié)果表明：
　　 ⑴有限元分析方法在梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)抗火性能研究方面具有較強(qiáng)的適用性。通過有限元分析結(jié)果與全焊

3、接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，得到有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果有較強(qiáng)一致性的結(jié)論。
　　 ⑵不同升溫曲線對(duì)全焊節(jié)點(diǎn)到達(dá)極限狀態(tài)的時(shí)間有顯著影響。在具有相同升溫曲線的條件下，全焊接節(jié)點(diǎn)加載的荷載比越大，節(jié)點(diǎn)到達(dá)極限狀態(tài)的時(shí)間越短。帶有加勁肋的全焊節(jié)點(diǎn)耐火時(shí)間略長(zhǎng)于無(wú)加勁肋的節(jié)點(diǎn)。在相同升溫條件下，全焊節(jié)點(diǎn)的耐火時(shí)間比栓焊節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)，抗火臨界溫度略高于栓焊節(jié)點(diǎn)。
　　 ⑶不同受火方式能夠顯著影響梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)的耐火時(shí)間，節(jié)點(diǎn)受火方式比梁柱

4、受火方式更容易縮短節(jié)點(diǎn)的耐火時(shí)間，從而使節(jié)點(diǎn)更容易達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)。對(duì)于梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)，不同厚度的防火涂層對(duì)節(jié)點(diǎn)的溫度變化有著顯著的影響，涂層越厚，節(jié)點(diǎn)的溫度變化范圍越小，節(jié)點(diǎn)的耐火時(shí)間越長(zhǎng)。
　　 ⑷不同降溫速率對(duì)相同約束荷載水平的梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)的抗火性能有著重要影響。降溫速率越慢，節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷的溫度越高，且經(jīng)歷的高溫過程越長(zhǎng)，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)變形越大；降溫速率越快，節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷的溫度越低，且經(jīng)歷的高溫過程越短，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)變形越小。梁柱全焊接節(jié)點(diǎn)在