《火災下鋼管混凝土柱-鋼樑節點力學性能研究》是依託大連理工大學,由楊有福擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：火災下鋼管混凝土柱-鋼樑節點力學性能研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊有福
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
建築結構發生火災後，除可能引起結構倒塌和造成人員傷亡外，還可能導致結構的建築功能喪失並引起較大間接經濟損失。目前國內外鋼管混凝土結構抗火研究主要針對獨立構件，然而獨立構件與整體結構中構件的抗火性能有很大不同，其原因是整體結構中的構件由於受到與其相鄰構件的影響，而改變其作為獨立構件時的受力方式，且在火災作用下，鋼材和混凝土的溫度膨脹效應也表現出很大的差異。本項目將研究高層建築結構中套用較多的鋼管混凝土柱-鋼樑加強環節點（簡稱鋼管混凝土柱-鋼樑節點）的抗火性能，基於彈塑性有限元理論建立其在火災作用下的理論分析模型，並通過8個節點試件的受火試驗，對分析理論進行驗證。通過本項目試驗和理論研究，將揭示鋼管混凝土柱-鋼樑節點的受火溫度場及內力變化規律和受火破壞機理，確立其受火破壞準則和抗火設計原則，建立能較準確反映結構整體性的抗火設計方法，使鋼管混凝土柱-鋼樑節點抗火設計理論取得實質進展。
結題摘要
對組成鋼管混凝土樑柱節點的基本構件的抗火性能進行了理論和試驗研究；以截面形式、混凝土類型和試件曾經歷的最高溫度為主要參數，進行了32個鋼管再生混凝土短柱和8個鋼管普通混凝土對比試件火災（高溫）後力學性能的試驗研究；在確定鋼材和核心再生混凝土本構關係模型的基礎上，建立了火災（高溫）後鋼管再生混凝土短柱軸壓力學性能分析的有限元模型，揭示了火災（高溫）後鋼管再生混凝土短柱的工作機理；在系統參數分析結果的基礎上，提出了火災（高溫）後鋼管再生混凝土軸壓承載力和彈性模量的簡化計算公式。基於有限元軟體ABAQUS建立了鋼管混凝土柱-組合梁節點的理論分析模型，初步分析了影響該類節點火災下和火災升、降溫共同作用下力學性能的主要因素；設計了8個方鋼管混凝土柱-組合梁節點試件（火災下試件6個、火災升、降溫作用下試件2個），考察樑柱彎矩比（或線剛度比）、梁防火保護層厚度、梁荷載比等參數對該類節點時間－溫度關係、破壞形態、荷載-變形關係和變形-時間關係的影響規律。本項目的研究成果可為整體鋼管混凝土框架結構的抗火設計及其火災後的評估修復提供參考。
