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边节点是钢结构中非常重要的构件之一,它的抗火性能直接影响到整个结构在火灾下的性能,所以研究边节点的抗火性能及其在火灾中的破坏行为和破坏模式很有必要。
本文的主要内容是对八个足尺H型钢框架梁柱边节点在火灾下的行为进行了试验研究和非线性有限元理论分析。试验中制作了八个试件,分为四个刚性连接和四个半刚性连接两种情况,其中刚性连接分为全焊连接和翼缘焊接腹板用剪切板和高强螺栓连接的栓焊连接,半刚性连接分为厚度为12毫米和16毫米的端板连接。对于每种连接形式分别考虑了有加劲肋和无加劲肋两种构造形式。
试件采用中国莱芜钢铁集团有限公司生产的新型建筑用的H型钢,柱子规格为:H244×175×7×11,设计高度为3.0米,上下两端铰接,梁的规格为H250×125×6×9,设计长度为1.35米。
本文首先回顾了钢结构抗火的研究现状和目前存在的研究方法,论述了框架节点的分类方法和常用构造,其次对钢材在高温下的物理力学性能作了比较详细的论述,接着对试验的方案及试验的内容作了阐述,通过对试验结果的分析得出了节点在火灾作用下的一般变形规律,总结了节点破坏的特征以及加劲肋和端板厚度对抗火性能的影响。然后论述了理论分析方法及非线性有限元分析的理论基础,最后用有限元软件ANSYS进行了理论分析,并将理论分析的结果与试验所测得的结果作了比较,两种结果吻合较好。