钢管混凝土柱钢混凝土组合梁平面框架抗火性能研究-土木工程专业论文.docxVIP

原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南 大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本 研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：国挞超 日期：丑止年上月L日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位 论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用 复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所 将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公 众提供信息服务。 作者签名： 导师签名j筮堑日期：五乙L年』月王日 摘 摘 要 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400；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，对钢一混凝 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。 关键词：钢．混凝土组合结构，钢管混凝土，钢．混凝土组合梁，高温，火 灾，本构关系，非线性分析，ABAQUS，抗火性能 ABSTRACTThis ABSTRACT This paper presents theoretical analysis deeply on the behavior of steel—concrete composite structure under high temperature(fire)．The main contents are listed as follows： (1)stress-stain relations of concrete at normal temperature which is suitable for using ABAQUS were proposed．Based on the result of the load．strain relations of circular concrete filled steel tubular under axial compression，this paper definded the dilatancy angle 40。．stress-stain relations of concrete under high temperature(fire)which is suitable for using ABAQUS were proposed．Based on the experimental result of circular concrete filled steel tubular under hig