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在火中鳍板连接的钢的有限元建模 摘要 一直将注意力放在有关消防安全研究建筑设计造成了最近的结构性崩塌火灾。任何钢结构建筑的一个重要组成部分是钢连接，因为它们提供了主要构件之间的连接。最后的几年在高温钢连接中性能的评价已成为几个研究计划之一。确定的是,可利用的强度和刚度连接在一起的一刻的火灾条件一直是这些研究工作中占据优势的主题, 然而极少信息及在火灾中简单剪切连接在一起的行为很难传播。鳍板剪切连接是容易制作和安装;因此,他们已经得到普及和经销商的认可，因为他们的经济性。在这项研究中,具有较强的鲁棒性beam-to-column鳍板连接简单而从高光束偏转链发生火灾被调查张力。一个非常详细的3维有限元模型是利用ABAQUS商用软件创造的。这是一个复杂的模型材料,占几何非线性、大变形和接触行为。接触是至关重要的剪切行为模型的关节,接触单元已经使用这两个同时在不同界面和表面的网络之间梁、板翅,考虑摩擦表面。通过弹塑性范围上的失败分析了连接模型。螺栓与板的剪切模量和弯曲和网络轴承被观察像破坏模式。提供的实验数据对比,在环境和提升温度和其他分析结果表明,该模型具有较高的精确度。当该连接模型扩展到包括一个连接梁是,它被发现, 暴露于火中的时候它最终经历大的拉力。 1、介绍 在过去的三十年中,超过100火灾试验研究成果都是在英国钢结构成员,包括梁（图1）[a]的基础上,柱连接（图1）[b],[3 - 10)。这导致了在高温中一种理解的改进行为和设计beam-to-column连接钢，这主要是与他们的弯矩-转角特征[4-19] 相互关联的。利用现有试验数据验证, 通过造型元素(铁)[5]的有限元模拟连接行为进一步的研究wasconducted, 提供机会更广泛的参数,消除了一些试验研究的调查受限。最近,简化连接组件模型是由一些有着在火灾条件下简化连接设计的研究人员[5]的目的。 图1 .有限元模型发展:(一)单螺栓在轴承(b)圈接头,(c)鳍板和梁模型。 在火中钢铁横梁经常会产生大的轴力；由于约束热膨胀导致这些力量最初是压应力(图2)。不过,后期的拉伸力变得像链动作开始发展。这个动作像悬索的行为帮助钢铁横梁求生存。他们挂在相邻的支持成员由于强度和弯曲刚度损失,像刘丁晓萍显示那样。[20]。此外,在冷却阶段的火,变形梁附加张力和经验的合同有相当力量，像贝利丁晓萍所描述。[21]。 图2。接触单元的分布(计划节一个鳍板连接)。 在梁的尽头Beam-to-column连接必须抵制内力，并将其转换成束栏目和周围寒冷的结构。因此,对于一个结构在火灾条件下生存下来, 任何连接到有足够的力量来抵挡这些诱导的行动是至关重要的。最近阴虚丁晓萍的研究。[22]表明,水平的发展取决于轴向力强的刚度和变形特性的围护结构。显然,钢结构,全面分析复合框架建筑需要可靠的火灾条件的预测方法, 集中接头刚度以及抵抗提供一个现实安全连接设计。 评估了以前的研究[3-19]这为变成钢连接在一起的火灾条件提供了明显的结论, 在这样的条件下简单剪切连接的调查几乎是一个被忽视的话题。在火灾中对鳍板剪切连接已有低水平的研究，连同其经济流行性,必须坚持这个研究。 这里介绍的研究主要集中在火灾中调查鳍板的剪力连接。创造一个可靠的有限元模型主要针对研究的起点对已存在的测试结果进行补充。因此, 有限元模型将是主要的信息来源，并将是对学习影响整体的行为的连接参数非常有益的。在实验室环境下将难以实现，通过允许一个wideranging参数研究才能进行。此外,结果将会使得一个有限元模型简化组件模型可靠发展。这样的一个简化模型将会在设计/分析软件的需求以极大的节约电脑时间。有限元模型和组件模型可以用来收获洞察重要问题,如在上升的温度环境下试把一个鳍板联系的力量，螺栓和板轴承的行为,和螺栓的剪切。 2、有限元模型描述 在环境和高温下为了分析、理解这样一个连接的行为一个三维(3 d)的有限元模型开发了一个鳍板连接。该模型的起点是一个简单的板轴承孔螺栓与,如图1(a)。该模型开发出单搭接接头形式显示在图1(b)。最终,整个鳍板连接被组装和仿制是使用一系列搭接接头的盘子，其中一个鳍板,第二个梁板网。三个主要部分的连接翼板、梁、鳍板和螺栓(图1 c)eight-node模仿连续使用立体砖的元素。这些元素有代表大变形的能力、几何和材料non-linearit[23、24]。然而, 在该地区周围可能会导致失败的地方螺栓孔捕捉准确的应力行为，一个密集的映射网格是在螺栓孔附近。螺栓孔模型为2毫米柄径大于螺栓,六角螺栓的头颅模型作为汽缸。法兰的仿制柱作为刚性表面,如果它是足