火灾下端板连接鲁棒性研究

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传统的基于单个构件的抗火分析和简单性能化结构抗火设计方法,不能反映结构体系中构件间的相互作用,因而不能反映整体结构真实的火灾行为。基于整体结构火灾行为的性能化抗火设计方法越来越受到人们的重视。连接节点是钢框架结构的关键组成部分。火灾中连接不仅受剪力和弯矩,还受到轴力的作用。连接方式决定构件的受力性能,而连接良好的拉结能力和延性又是防止结构连续倒塌的重要因素。己有的火灾下连接性能的研究集中于半刚性连接的弯矩-转角-温度关系,不足以描述连接在复杂受力状态下的行为。因此,本文运用ABAQUS有限元分析软件,对端板连接鲁棒性进行评估。论文分别围绕以下几个部分进行开展。  (1)利用ABAQUS有限元分析软件校核国外经典火灾实验结果,验证模型分析的可信度。  (2)在ABAQUS中建立外伸端板连接有限元模型,分别对螺栓直径、荷载比、端板厚度、螺栓强度等级等多因素进行参数化分析,得出螺栓直径、端板厚度、螺栓强度等级的提高对外伸端板火灾下鲁棒性能没有显著性的提高。但是荷载比对节点的抗火性能有显著性影响,不宜承受过大荷载比。  (3)将狗骨式(dog-bone)削弱梁引入外伸端板连接,对外伸端板节点的抗火性能有一定程度的提高,可提供工程设计参考。  (4)将反向半管连接(reversec hannel connection)引入端板连接中,分别对外伸端板、平齐端板在火灾下的鲁棒性能有显著性提高。但是不宜在柱子翼缘部分设置过强的加劲肋,会导致连接提前因为高温膨胀反向半管受压区压坏。
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