單面火災(zāi)作用下方鋼管混凝土柱抗火性能和設(shè)計.pdf

1、鋼管混凝土柱充分利用了鋼材和混凝土的材料特性，在我國高層和超高層建筑中已得到廣泛應(yīng)用。因鋼管外露，鋼管混凝土柱的抗火性能與設(shè)計是其在工程實(shí)踐中的關(guān)鍵問題之一?，F(xiàn)有研究和現(xiàn)行規(guī)范或規(guī)程多基于四面均勻受火的邊界條件，而實(shí)際火災(zāi)中鋼管混凝土柱多受包括單面火災(zāi)、相鄰兩面以及三面火災(zāi)作用在內(nèi)的非均勻火災(zāi)作用。受火面的減少，一方面將降低構(gòu)件的整體溫度，材料損傷程度也隨即降低；但另一方面將導(dǎo)致構(gòu)件截面溫度分布產(chǎn)生非對稱軸，進(jìn)而產(chǎn)生附加偏心距，最終帶來

2、與四面火災(zāi)作用情況有較大差異的受力機(jī)理和抗火性能。本文針對非均勻火災(zāi)作用之一----單面火災(zāi)作用，研究單面受火的方鋼管混凝土柱的溫度分布、變形特點(diǎn)、耐火極限等高溫性能，提出方鋼管混凝土柱在單面火災(zāi)作用下的剩余承載力簡化計算方法，并提供適于實(shí)際工程應(yīng)用且滿足不同耐火極限等級標(biāo)準(zhǔn)的方鋼管混凝土柱防火保護(hù)層厚度設(shè)計建議。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用ANSYS建立方鋼管混凝土柱單面受火的溫度場分析有限元模型，并與已有試驗結(jié)果作對比以驗

3、證模型的正確性；研究單面火災(zāi)下其截面溫度場的典型特征，并與相同條件下四面受火的方鋼管混凝土柱截面溫度進(jìn)行對比分析；研究升溫時間、含鋼率、截面邊長以及保護(hù)層厚度對單面火災(zāi)作用下方鋼管混凝土柱截面溫度分布的影響，并提出主要影響因素和影響規(guī)律。⑵在溫度場分析的基礎(chǔ)上，利用FORTRAN90編制數(shù)值程序分析方鋼管混凝土的耐火性能，該理論模型可考慮恒載升溫作用路徑，得出火災(zāi)作用下構(gòu)件的受火時間-變形全過程曲線和耐火極限，并與已有試驗結(jié)果以驗證分析