火災(zāi)后主管內(nèi)填混凝土的鋼管T型節(jié)點承載力研究.pdf

1、鋼管節(jié)點具有力學(xué)性能良好，施工方便、外形美觀等優(yōu)點，因此在海洋平臺、機場、大跨度空間結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。然而鋼材抗火性能不足使得鋼管節(jié)點在高溫下容易喪失承載能力。如果在鋼管節(jié)點中填充混凝土使其成為鋼管混凝土節(jié)點，則能有效地提升鋼管節(jié)點的抗火性能以及承載能力。
　　本文著眼于經(jīng)歷不同最高溫度的主管內(nèi)填混凝土的鋼管T型節(jié)點承載力的差異，采用了試驗測試與數(shù)值分析相結(jié)合的方法來研究該類節(jié)點火災(zāi)后的承載力性能。試驗研究中設(shè)計了三個幾何尺寸

2、完全一致的試件，其中一個試件置于常溫環(huán)境下，另外兩個試件經(jīng)歷模擬火災(zāi)升溫降溫的過程。試驗采用SDS500電液伺服動靜萬能試驗機對試件進(jìn)行加載，試件支管端部承受軸向荷載作用，兩端邊界條件為簡支。通過加載破壞試驗可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷過高溫并恢復(fù)至常溫后的主管內(nèi)填混凝土的鋼管T型節(jié)點的承載力有一定程度下降，下降幅度與經(jīng)歷火災(zāi)的最高溫度相關(guān)。
　　數(shù)值分析中采用有限元分析軟件ABAQUS建立與試件對應(yīng)的模型，然后得到有限元模型的極限承載力。通過

3、對比數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果可知，兩者基本保持一致，因此該有限元模型能夠準(zhǔn)確地模擬主管內(nèi)填混凝土的鋼管T型節(jié)點的承載力。除此之外，本文總共建立了149個有限元模型對火災(zāi)后主管內(nèi)填混凝土的鋼管T型節(jié)點的承載力進(jìn)行參數(shù)分析，研究了主管長度/半徑比α，支管/主管直徑比β，主管半徑/壁厚比γ，支管/主管壁厚比τ，混凝土立方體抗壓強度fc，主管鋼材屈服強度fy，以及溫度Tmax等7個參數(shù)對火災(zāi)后主管內(nèi)填混凝土的鋼管T型節(jié)點承載力的影響規(guī)律。根據(jù)參數(shù)