柔性鋼節(jié)點火災下響應分析.pdf

1、利用有限元分析軟件ANSYS對高溫下內(nèi)縮式端板連接和柔性剪力板連接進行了數(shù)值模擬分析，分析中考慮了材料非線性、幾何非線性及接觸非線性等多種非線性因素的影響。在驗證分析模型的正確性和可靠性的基礎上，對連接節(jié)點的抗火性能影響因素做了變參數(shù)研究，并根據(jù)分析結(jié)果提出了一些對于今后設計有意義的建議。主要做了以下研究工作：
　　 1.內(nèi)縮式端板連接非線性有限元分析
　　 對內(nèi)縮式梁柱端板連接節(jié)點在火災下的響應進行了數(shù)值模擬和理論分析

2、，并對荷載比、端板厚度、受火工況和軸向約束等影響連接節(jié)點抗火性能的因素做了變參數(shù)研究。
　　 研究表明柱施加防火保護可有效地降低節(jié)點域內(nèi)的溫度，提高連接節(jié)點的臨界溫度及極限抗火時間。連接初始轉(zhuǎn)角隨著荷載比的增大而增大，臨界溫度隨著荷載比的增加而減小。連接節(jié)點初始轉(zhuǎn)動剛度和臨界溫度隨著端板厚度的增加而增大，連接初始轉(zhuǎn)角和剛度退化速度隨厚度的增加而減小，同時端板厚度的增加加劇了端板與腹板的焊接處應力集中程度。整體結(jié)構(gòu)中，節(jié)點處受到梁

3、軸向溫度內(nèi)力的作用，其相同溫度下的變形及轉(zhuǎn)角明顯小于孤立節(jié)點。梁下翼緣屈曲后，其連接特性表現(xiàn)為“簡支”，中跨撓度將急劇增大。考慮軸向約束節(jié)點的耐火極限比根據(jù)孤立節(jié)點的火災實驗及有限元分析得到的耐火極限高。
　　 研究了內(nèi)縮式端板連接組合節(jié)點火災下的響應。
　　 2.柔性剪力板連接非線性有限元分析
　　 研究了節(jié)點溫度場分布規(guī)律及升溫條件下考慮軸向約束時節(jié)點的變形規(guī)律、破壞過程和破壞模式。
　　 對連接耐火

4、性能的影響因素進行了分析，研究了懸鏈線作用、荷載類型、載荷大小、加勁肋厚度及剪力板與腹板厚度比對梁耐火極限的影響。
　　 研究表明腹板最上排螺栓孔受擠壓，發(fā)生延伸變形為剪力板連接失效的最主要形式。螺孔延伸有利于增加連接柔度，容許大變形的發(fā)生。進入大變形階段后，連接軸向約束壓力變?yōu)榧s束拉力，軸向拉力阻止鋼梁自身進一步變形，發(fā)生了懸鏈線效應。荷載類型和荷載率對剪力板連接抗火性能有決定性影響，經(jīng)過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)總荷載中集中力荷載所占比例