火灾后型钢混凝土柱滞回性能试验研究

摘要

型钢混凝土（Steel Reinforced Concrete，简称SRC）结构具有承载力高、耐火性能好和抗震性能优越等特点，在高层建筑得到广泛应用。近年来，高层建筑火灾时有发生，火灾后结构的承载能力和抗震性能日益引起工程界的关注。基于此，本文开展了高温全过程作用后型钢混凝土柱的滞回性能试验研究和有限元分析，主要工作如下:
　　1.基于常温加载、恒载升降温火灾全过程，进行了11个型钢混凝土柱滞回性能试验，观察并分析了火灾后的型钢混凝土柱的破坏模式和破坏特征。
　　2.分析了试件的荷载-位移滞回曲线、刚度、延性系数和耗能能力等滞回性能指标，重点考虑受火时间和轴压比的影响。
　　3.应用ABAQUS软件，通过用户子程序USDFLD，建立了型钢混凝土柱温度场和力场计算的有限元模型，对经历常温加载、恒载升降温全过程后型钢混凝土柱的滞回性能进行了模拟。模拟结果与试验结果进行了对比。
　　本文试验结果可为火灾后型钢混凝土柱的抗震性能评估和修复加固设计提供参考。有限元模型可为基于火灾全过程的高温后型钢混凝土柱滞回性能分析提供借鉴。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 研究现状

1．2．1 时间—温度—荷载变化路径

1．2．2 SRC柱抗火性能研究现状

1．2．3 SRC柱火灾后力学性能研究现状

1．2．4 存在的主要问题

1．3 研究内容

第二章 火灾后型钢混凝土柱滞回性能试验

2．1 前言

2．2 既有火灾试验概况

2．2．1 试件模型和既有火灾试验简介

2．2．2 试件设计

2．2．3 火灾试验过程概况

2．2．4 火灾试验结果与分析

2．2．5 温度—时间关系

2．3 火灾后滞回性能试验

2．4 火灾后滞回性能试验过程

2．5 试件破坏形态

2．6 本章总结

第三章 火灾后型钢混凝土柱滞回性能分析

3．1 前言

3．2 滞回曲线

3．3 骨架曲线

3．4 延性系数

3．5 刚度退化

3．6 耗能能力

3．7 本章小结

第四章 型钢混凝土柱温度场有限元分析

4．1 前言

4．2 温度场计算理论

4．2．1 热传学基本原理

4．2．2 标准升温曲线

4．2．3 材料热工性能

4．3 温度场模拟模型建立

4．3．1 界面处理和边界条件

4．3．2 选择单元与划分网格

4．4 温度场模型验证

4．4．1 温度场参数

4．4．2 升、降温全过程及最高温度的获得

4．5 本章小结

第五章 火灾后型钢混凝土柱滞回性能有限元分析

5．1 前言

5．2 火灾后力学计算模型

5．2．1 材料力学性能

5．2．2 材料界面处理

5．2．3 边界处理

5．2．4 单元选取及网格划分处理

5．3 火灾后力学计算滞回性能结果验证

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简历

攻读硕士学位期间发表的论文