考慮結(jié)構(gòu)整體性的組合梁抗火性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法是基于構(gòu)什基礎(chǔ)上的，即將構(gòu)件從整體結(jié)構(gòu)中提取出來進行抗火試驗和設(shè)計，而實際上，結(jié)構(gòu)是一個高次超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的這種特性會導致處于結(jié)構(gòu)整體中的構(gòu)件與單個構(gòu)件的抗火性能具有很大不同，基于構(gòu)件的設(shè)計方法既不科學也不經(jīng)濟，會導致或偏于保守或偏于危險的結(jié)果。組合梁是實際應用很普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，但其處于結(jié)構(gòu)整體中的抗火性能、承載機理以及抗火設(shè)計方法仍然沒有針對性的試驗和理論研究成果。 為此，本文進行了如下工作：

2、 1．總結(jié)了當前結(jié)構(gòu)抗火的研究進展，選擇了適合于本文研究的高溫下材料模型。 2．借助于驗證后的有限元程序Ansvs，對平板型組合梁和壓型鋼板組合梁進行了溫度場參數(shù)分析，建立了溫度場分布模型，并擬合出了確定溫度場各個參數(shù)的實用計算方法。這是進行組合梁抗火性能分析的基礎(chǔ)。 3．根據(jù)試驗爐的條件按常用的跨高比、荷載比等條件設(shè)計了試驗梁，并采用模擬實際結(jié)構(gòu)剛度的約束框架為試驗梁提供邊界條件；進行了常溫下混凝土、鋼梁以及鋼筋的

3、材性試驗及約束組合梁抗火試驗，研究了組合梁的溫度場分布特點，約束組合梁的承載特點、破壞特征，并與無約束的組合梁抗火性能和約束的鋼梁抗火性能進行了對比；組合梁抗火試驗數(shù)據(jù)為驗證組合梁抗火能力的理論分析方法提供依據(jù)。 4．在對約束組合梁進行合理假定的基礎(chǔ)上，分析了平板型組合梁和壓型鋼板組合梁正彎矩區(qū)和負彎矩區(qū)的應力分布，建立了一定曲率下的承載能力計算方法，并建立了塑性極限狀態(tài)時承載能力(包括彎矩和軸力)計算方法。研究了截面溫度分布對

4、組合梁撓度的影響和組合梁軸向剛度計算方法，在此基礎(chǔ)上建立了基于剛度——位移的軸力計算方法；給出了組合梁火災全過程計算方法并與試驗結(jié)果進行了對比。分析了火災中下翼緣屈曲的原因，建立了屈曲后截面承載能力的計算方法。 5．利用試驗驗證的理論計算方法，對影響組合梁抗火性能的變量，包括荷載比、約束剛度、鋼梁與混凝十相對面積比、配筋量、溫度梯度進行了參數(shù)分析；對各個參數(shù)的影響程度和原岡進行了分析。 6．提出了約束組合梁抗火設(shè)計的實用