论文部分内容阅读
本文对常温和高温(火灾)下钢-混凝土柱组合结构的受力性能进行深入的理论分析,主要工作如下:(1)提出适用于常温下ABAQUS有限元分析的混凝土本构关系模型,根据圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-应变曲线试验结果,确定ABAQUS中混凝土塑性损伤本构模型的膨胀角为40°;提出适用高温下ABAQUS有限元分析的钢材和混凝土热-力耦合本构关系模型,根据圆钢管混凝土柱的抗火性能试验结果,确定钢材和混凝土热-力耦合本构关系具体表达式。(2)利用ABAQUS软件对栓钉剪力连接件进行推出静力仿真分析,计算结果与试验结果吻合较好,在此基础上,进行大量的参数分析,提出用于计算栓钉抗剪极限承载力和荷载-滑移曲线的计算公式。(3)利用ABAQUS软件建立钢-混凝土组合梁有限元模型,对钢-混凝土组合梁的荷载-挠度曲线和荷载-滑移曲线进行模拟与试验结果吻合较好。(4)基于给定钢材和混凝土热工参数,利用ABAQUS软件建立钢管混凝土柱、钢-混凝土组合梁、钢-混凝土组合框架温度场有限元模型,模拟其火灾时间-温度曲线,计算结果与实测结果符合较好。基于钢材和混凝土热-力耦合本构关系模型,利用ABAQUS软件建立高温下(火灾下)钢管混凝土柱、钢-混凝土组合梁、钢-混凝土组合框架有限元模型,模拟了各种试件的火灾时间-变形曲线,计算结果与实测结果符合较好。(5)在验证高温下(火灾下)组合结构有限元模型正确性的基础上,考察荷载水平、混凝土强度、钢材强度、含钢率和保护层厚度对钢-混凝土组合梁抗火性能的影响,结果表明保护层厚度是影响钢-混凝土组合梁抗火性能的最主要因素;考察轴压比、混凝土强度、钢材强度、含钢率和保护层厚度对钢管混凝土柱抗火性能的影响,结果表明保护层厚度是影响钢管混凝土柱抗火性能的最主要因素;考察荷载水平、混凝土强度、钢材强度、含钢率和保护层厚度对钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁平面框架抗火性能的影响,结果表明保护层厚度是影响钢-混凝土组合框架抗火性能的最主要因素。