爆炸初始损伤轻钢柱耐火极限温度与稳定性分析

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:diana20xx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国经济的快速发展,轻钢结构得到了越来越多的应用。在一定的条件下,建筑物内易爆物品的爆炸可能引发火灾。在爆炸荷载作用下建筑结构可能产生一定程度的爆炸初始损伤。本文的目的是研究已经具有爆炸初始损伤的轻钢柱的耐火极限温度及竖向稳定性。为此,本文将水平爆炸载荷作用下的典型爆炸损伤分为三种模式,即弯曲损伤、弯剪损伤和剪切损伤。这些爆炸初始损伤会降低结构构件的耐火极限温度与稳定性,降低幅值与爆炸初始损伤的形式和程度有关。钢结构构件的耐火性能相对较弱,当温度达到600℃时钢材基本上丧失全部强度和刚度,所以当其具有一定爆炸初始损伤时,一旦发生火灾就会更容易遭到破坏。  本文以有限元分析软件ANSYS为平台,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,对具有典型爆炸初始损伤轻钢柱的耐火极限温度与竖向稳定性进行分析。有限元分析时采用热-结构耦合法,在标准升温条件下得到所提出爆炸损伤模式下轻钢柱的温度场,并将其作为体荷载施加在随后的结构分析中,计算轻钢柱在已知温度下的受力性能。通过对火灾下具有爆炸初始损伤轻钢柱的温度分布和力学行为的数值模拟分析,探讨爆炸损伤轻钢柱的耐火极限温度。重点讨论轴压比、爆炸初始损伤程度与约束形式等三种参数对受损伤轻钢结构柱耐火极限温度的影响,同时对比分析各参数对轻钢柱极限温度的影响程度。结果表明:随着轴压比及爆炸损伤程度的增大,耐火极限温度均降低;柱端约束情况对耐火极限温度也有一定的影响。  爆炸带给轻钢柱一定的初始损伤,使其在火灾下的稳定性有所降低。利用细长压杆微弯平衡条件,对所提出三种损伤模式下的轻钢柱进行高温下的竖向稳定性分析,分别得到高温下具有爆炸初始损伤轻钢柱的临界应力计算公式,进而提出高温下损伤轻钢柱临界应力比、稳定系数比和耐火极限温度的简便计算方法,最后将数值分析结果与理论分析结果进行对比,对比结果吻合较好。理论计算结果与有限元分析结果都表明,损伤轻钢柱的稳定能力是随着爆炸损伤程度的增加而显著减少。同时,在相同的损伤条件下,稳定能力将随着温度的增加而降低。
其他文献
自从1968年英国Ronan Point公寓倒塌事故发生以来,特别是2001年美国“9.11”恐怖袭击事件造成世贸大楼倒塌以后,建筑结构的连续倒塌问题越来越受到全世界土木工程界的重视。
城市中心基坑工程对支护结构设计要求越来越高,桩锚支护体系因其施工简单、支护效果好、施工空间大、结构安全稳定等特点而得到广泛应用。桩锚体系充分利用了排桩和预应力锚杆
钢-混组合结构能够充分发挥钢材和混凝土的优势,在实际工程中得到了越来越广的应用。剪力钉是钢-混组合结构中的关键部件,其力学性能直接影响组合结构的整体性能。针对剪力钉
随着我国经济的高速发展,城市化进程的不断推进,城市大规模的建设进入高峰时期。高楼大厦栉次鳞比,地铁工程建设方兴未艾,地下公用和商业设施规模迅速扩大,这些地下空间的建设导致
近场地震由于其脉冲效应,在短时间内会对结构造成巨大的位移冲击,从而引起结构的急剧变形。我国抗震设计规范并没有充分考虑此类地震动的影响,按照我国规范设计的结构在这类
本文将液压法施加预应力与钢管混凝土技术联系在一起,形成预应力钢管混凝土。预应力钢管混凝土在具有普通钢管混凝土特点的基础上,利用预先施加的应力增加受荷前钢管对核心混
作为一种典型的非均匀材料,混凝土的性能取决于原材料的品质、组份、浇灌工艺和使用条件等。在承受荷载以前,混凝土已存在微裂纹。随着加载的进行,裂纹萌生、扩展、贯通,直到产生
随着我国电力建设的快速发展,大量特高压线路已投入使用,高强角钢材料在特高压输电铁塔设计中的应用日益广泛,常用作铁塔中的主材、横隔材。然而已有研究表明,对于途径采空区
近年来,PHC管桩越来越多地被用于工程实践当中。由于PHC管桩位于建筑结构的最底部,因此PHC管桩抗震性能的好坏将对整个建筑结构产生影响。然而,国内外学者对PHC管桩抗震性能的研
学位