受火作用鋁合金梁的有限元分析.pdf

1、鋁合金結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)越來越多的應(yīng)用在在建筑工程中的各個(gè)領(lǐng)域，但其抗火能力很差也是值得我們關(guān)注的問題。高溫下鋁合金材料的力學(xué)性能與常溫下有很大的不同，主要表現(xiàn)在隨著溫度的升高，鋁合金的強(qiáng)度和剛度顯著地下降，在溫度為550℃時(shí)，其屈服強(qiáng)度和彈性模量便降低為零。火災(zāi)下鋁合金結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞，甚至可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)倒塌的嚴(yán)重后果。因此，鋁合金結(jié)構(gòu)抗火受到越來越多的關(guān)注。
　　 眾所周知，在火災(zāi)下，處于整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中的梁與單獨(dú)

2、的簡支梁其行為發(fā)展過程有很大的不同。由于將整個(gè)結(jié)構(gòu)體系或者周圍的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與梁作為一個(gè)整體一起分析過于復(fù)雜，因此可將周圍結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束作用用端部極端約束來替換?？偨Y(jié)目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，關(guān)于鋁合金梁的研究僅僅是在常溫下，在火災(zāi)下關(guān)于鋁合金梁的研究文獻(xiàn)甚少，且對(duì)幾種不同極端約束下的鋁合金梁的行為進(jìn)行分析，還沒有關(guān)于這方面的總結(jié)和研究報(bào)道。簡支、鉸支、固支作為工程上鋁合金梁所處的幾種極端情況，研究鋁合金梁在這幾種約束下的行為發(fā)展，進(jìn)行總結(jié)

3、比較，具有十分重要的研究意義，并且能為以后約束鋁合金梁的抗火研究提供十分重要的理論參考。
　　 本文基于有限元軟件ANSYS，對(duì)幾種不同極端邊界約束下的受火鋁合金梁進(jìn)行數(shù)值模擬，總結(jié)比較了火災(zāi)下鋁合金梁在這幾種極端邊界約束下的行為發(fā)展過程，并討論了在不同判別準(zhǔn)則下的臨界溫度與極限溫度，又進(jìn)一步分析了載荷比、跨度和載荷類型等參數(shù)對(duì)鋁合金梁在火災(zāi)下的行為發(fā)展規(guī)律和臨界溫度的影響。
　　 通過上面的分析研究表明:在不同的極端約

4、束邊界下，鋁合金梁的跨中變形形態(tài)發(fā)展過程完全不同，在鋁合金梁不存在軸力時(shí)，隨著溫度的升高其跨中變形在某一溫度突然增大，在鋁合金梁存在軸力時(shí)，其跨中變形隨著溫度緩慢的增大，說明軸向約束對(duì)鋁合金梁的變形及內(nèi)力發(fā)展具有較大的影響。在幾種判別準(zhǔn)則下所確定的鋁合金梁的臨界溫度和極限溫度各不相同，當(dāng)充分考慮了鋁合金結(jié)構(gòu)的拉力時(shí)，所得到的臨界溫度與極限溫度最高，再此準(zhǔn)則下結(jié)構(gòu)的抗火能力最強(qiáng)。
　　 本文還通過有限元數(shù)值模擬，對(duì)鋁合金簡支梁進(jìn)行