截面形狀系數(shù)對三面受火不銹鋼梁抗火性能影響的研究.pdf

1、近年來，伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)處在一個(gè)黃金發(fā)展時(shí)期，新材料和新技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用取得了前所未有的進(jìn)步。不銹鋼作為建筑結(jié)構(gòu)材料的新成員，因其完美的外觀、良好的力學(xué)性能和超強(qiáng)的耐腐蝕性能，受到了當(dāng)今建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的青睞。然而，建筑火災(zāi)近年來頻繁發(fā)生，造成了大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，火災(zāi)作用下建筑結(jié)構(gòu)的安全性面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。不銹鋼結(jié)構(gòu)往往由于具有良好的外觀效果，一般不采用任何防火措施，其在火災(zāi)作用下的受力性能顯得尤為重要

2、。目前，中國對不銹鋼構(gòu)件抗火性能研究相對較少，截面形狀系數(shù)對不銹鋼構(gòu)件抗火性能影響的研究幾乎空白。基于上述背景，本文對三面受火不銹鋼梁抗火性能開展了數(shù)值模擬分析與研究，揭示了三面受火不銹鋼梁在火災(zāi)下的受力性能與破壞機(jī)理，對不同截面形狀系數(shù)的矩形截面和H形截面三面受火不銹鋼梁進(jìn)行了參數(shù)化分析，并給出了矩形截面和H形截面三面受火不銹鋼梁承載力的計(jì)算理論。
　　本文采用有限元軟件ABAQUS對東南大學(xué)夏新鳳以及L.Gardner和N.R

3、.Baddoo開展的試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，獲取了各試驗(yàn)試件的表面溫度-時(shí)間曲線和跨中豎向變形-時(shí)間曲線的有限元結(jié)果，并將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了有限元分析模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，本文對影響三面受火不銹鋼梁截面形狀系數(shù)的關(guān)鍵因素進(jìn)行了參數(shù)化分析，分析結(jié)果表明:對于三面受火矩形截面不銹鋼梁，截面厚度對試件溫度發(fā)展有較大影響，截面高度和截面寬度對試件溫度發(fā)展影響相對較小;截面高度、截面寬度和截面厚度均對不銹鋼梁的抗火性能有

4、一定影響，其中截面厚度影響相對較大，試件臨界溫度隨截面厚度增加而提高;對于三面受火H形截面不銹鋼梁，翼緣厚度對試件溫度發(fā)展影響較截面高度、截面寬度和腹板厚度更為明顯;截面寬度和翼緣厚度對不銹鋼梁抗火性能的影響較截面高度和腹板厚度更為明顯，截面寬度和翼緣厚度越大，則試件臨界溫度越高。
　　本文最后對現(xiàn)有的不銹鋼梁抗火設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了歸納與提煉，并在此基礎(chǔ)上，擬合出了矩形截面和H形截面三面受火不銹鋼梁的承載力計(jì)算公式。采用擬合的承載力計(jì)