考虑柱端时变侧移的约束混凝土柱耐火性能研究

论文摘要

作为混凝土结构的承重构件，柱的耐火性能很大程度上影响着整体结构的火灾行为。目前国内外在独立柱的耐火性能方面已取得大量研究成果，同时对无侧移端部约束柱的耐火性能也开展了一定研究工作。实际火灾中相邻构件的受热膨胀还可能引发柱端时变侧移，进而对柱的耐火性能产生影响，但这方面还鲜见研究报道。为此，本文对考虑柱端时变侧移时端部约束混凝土柱的耐火性能进行了初步研究，主要内容包括：1）采用结构抗火分析软件SAFIR，对ISO834标准升温曲线作用下多层多跨平面框架考虑四种典型受火方式的变形行为进行了分析，揭示了柱端侧移随升温时间的变化规律。2）通过大量数值分析，明确了上述规律的主要影响因素，构建了相应的定量影响表达式，最终建立了柱端时变侧移的计算模型。3）采用抗火分析软件SAFIR，对ISO834标准升温曲线作用下不考虑和考虑柱端时变侧移时端部约束柱的高温内力及变形进行了计算对比，揭示了柱端时变侧移对柱高温内力和变形及其耐火极限的影响趋势。4）利用抗火分析软件SAFIR，通过大量参数分析，揭示了ISO834标准升温曲线作用下不同参数对考虑柱端时变侧移时端部约束柱的高温变形和内力的影响规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 室内火灾模型
• 1.2.2 钢筋和混凝土的高温性能
• 1.2.3 独立柱的耐火性能
• 1.2.4 约束柱的耐火性能
• 1.2.5 框架结构的耐火性能
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 柱端时变侧移的确定
• 2.1 引言
• 2.2 结构抗火分析软件 SAFIR 及其有效性验证
• 2.2.1 温度场分析
• 2.2.2 结构分析
• 2.2.3 有效性验证
• 2.3 柱端时变侧移计算模型
• 2.3.1 受火方式的简化
• 2.3.2 柱端时变侧移的基本规律
• 2.3.3 受火方式影响因子η
• 2.3.4 节点位置影响因子β
• 2.3.5 最外侧节点时变侧移 f（t）
• 2.3.6 柱端时变侧移计算公式
• 2.4 本章小结
• 第三章 柱端时变侧移对端部约束柱耐火性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 有效性验证
• 3.3 计算模型
• 3.4 影响分析
• 3.4.1 柱轴力
• 3.4.2 柱轴向变形
• 3.4.3. 柱半高弯矩
• 3.4.4. 柱耐火极限
• 3.5 本章小结
• 第四章 考虑柱端时变侧移端部约束柱的高温变形和内力参数分析
• 4.1 引言
• 4.2 计算模型
• 4.3 柱轴力
• 4.4 柱轴向变形
• 4.5 柱半高处弯矩
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件