学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

预应力组合网架抗火性能数值分析

作　者: 金辉
导　师: 韩庆华
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 预应力组合网架 抗火 热-结构耦合分析 温度折减系数 火荷载 焊接空心球节点
分类号: TU356
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 93次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


预应力组合网架是一种基于网架结构和预应力技术发展起来的由钢和钢筋混凝土组合而成的空间结构,多用于商场、学校等长时间处于人员密集状态的建筑物,若火灾中,在人员安全撤离前发生坍塌,将可能造成大规模的人员伤亡和重大的财产损失。然而,目前对于预应力组合网架的研究主要集中在结构的静动力特性及设计方法和施工方法上,对其抗火性能的研究还很少。因此,有必要对预应力组合网架的抗火性能进行深入研究,以确保其在火灾发生时,具有足够的抗火性能。本文首先采用轴对称平面单元模拟焊接空心球节点,采用弧长法对其在不同温度条件下的单向受拉及受压承载能力进行了分析,采用数学回归的方法得到了节点承载力的温度折减系数。其次,通过热-结构多物理场耦合,采用ANSYS有限元分析软件对33组焊接空心球节点进行升温分析,得到了不同荷载条件下球节点的极限耐火时间,比较了荷载大小,球节点半径、厚度等对其耐火极限温度的影响。最后,结合一实际工程,采用有限元方法对预应力组合网架的抗火性能进行了分析,得到了该工程的极限抗火时间,比较了正放与斜放四角锥预应力组合网架抗火性能的异同,研究了包括节点刚度、边界支承条件在内的多种因素对预应力组合网架抗火性能的影响。经计算得到的焊接空心球节点承载力温度折减系数,可方便的用于实际工程的承载力计算;对焊接空心球节点在升温条件下的有限元分析为衡量其抗火性能提供了依据;通过对实际工程的分析,了解了预应力组合网架的抗火性能及其影响因素,对于工程实际具有一定的指导意义。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 研究意义  8-9
  1.2 研究现状  9-12
    1.2.1 预应力组合网架研究现状  9-10
    1.2.2 结构抗火问题的研究现状  10-12
  1.3 现存问题及论文主要研究工作  12-13
    1.3.1 现存问题  12
    1.3.2 本文的主要研究工作  12-13
第二章 传热学基本原理及高温下材料的特性  13-26
  2.1 室内火灾升温曲线  13-14
  2.2 传热学基本原理  14-17
  2.3 热传导分析的有限元法  17-20
    2.3.1 稳态热传导的有限单元法  17-19
    2.3.2 瞬态热传导的有限单元法  19-20
  2.4 高温下结构钢的特性  20-24
    2.4.1 高温下结构钢的热学特性  20-21
    2.4.2 高温下结构钢的力学特性  21-24
  2.5 高温下混凝土的特性  24-26
    2.5.1 高温下混凝土的热学特性  24
    2.5.2 高温下混凝土的力学特性  24-26
第三章 高温条件下焊接空心球节点的极限承载力  26-45
  3.1 计算模型及基本假定  26-28
    3.1.1 计算模型  26-27
    3.1.2 计算中的假定  27-28
  3.2 焊接空心球节点轴向受拉承载力  28-34
    3.2.1 破坏准则  28
    3.2.2 不同温度下的受拉极限承载力分析  28-34
  3.3 焊接空心球节点轴向受压承载力  34-43
    3.3.1 破坏准则  34
    3.3.2 不同温度下的受压极限承载力分析  34-43
  3.4 结论  43-45
第四章 焊接空心球节点在升温条件下的极限状态分析  45-63
  4.1 计算模型及基本假定  45-46
    4.1.1 计算模型  45
    4.1.2 计算中的假定  45-46
  4.2 焊接空心球节点在火灾条件下的升温  46-51
    4.2.1 分析方法  46-47
    4.2.2 加载和求解  47-51
  4.3 焊接空心球节点在火灾条件下的极限状态  51-60
    4.3.1 温度荷载的施加  51-52
    4.3.2 轴向受拉节点在火灾条件下的极限状态  52-56
    4.3.3 轴向受压节点在火灾条件下的极限状态  56-60
  4.4 防火涂料对耐火极限的影响  60-61
  4.5 结论  61-63
第五章 预应力组合网架结构的整体抗火性能  63-83
  5.1 算例及基本假定  63-65
    5.1.1 算例  63-65
    5.1.2 基本假定  65
  5.2 温度荷载  65-69
    5.2.1 钢管与预应力索的升温过程  65-68
    5.2.2 上弦混凝土梁板的升温过程  68-69
  5.3 预应力组合网架抗火性能的数值分析  69-75
    5.3.1 破坏准则  69
    5.3.2 荷载效应组合方式  69-70
    5.3.3 位移分析  70
    5.3.4 内力分析  70-75
  5.4 影响预应力组合网架抗火性能的因素  75-82
    5.4.1 网架型式  75-76
    5.4.2 边界约束  76-77
    5.4.3 预应力索的位置  77-78
    5.4.4 耐火保护  78-79
    5.4.5 节点刚度  79-81
    5.4.6 火灾发生位置  81-82
  5.5 结论  82-83
第六章 结论与展望  83-85
  6.1 结论  83-84
  6.2 展望  84-85
参考文献  85-89
发表论文和科研情况说明  89-90
致谢  90

相似论文

  1. 基于厚薄差的盘式制动器制动抖动研究和热—结构耦合分析,U463.51
  2. 导管架式海洋平台在火灾作用下的结构响应分析,TE951
  3. PEC柱抗火性能及设计方法研究,TU398.9
  4. 预应力组合网架结构的性能化抗火研究,TU356
  5. 高速高精数控车床滚珠丝杠进给系统热态特性研究,TG519.1
  6. 大跨度空间钢结构火灾反应分析,TU391
  7. 掩模台机械系统设计及仿真,TH122
  8. 地下交通空间工程消防安全分析研究,TU998.1
  9. H型截面钢柱的火灾反应非线性分析,TU391
  10. 平板网架结构焊接空心球节点端板—钢管连接常幅疲劳试验研究,TU317
  11. 平板网架结构焊接空心球节点连接的变幅疲劳性能的试验研究,TU356
  12. 平板网架焊接空心球节点疲劳寿命估算,TU356
  13. 平板网架中焊接空心球节点不同连接型式的应力集中分析,TU356
  14. 网架焊接空心球节点疲劳破坏机理及影响因素研究,TU356
  15. 基于热弹变形的高速重载齿轮修形研究,TH132.41
  16. 钢筋混凝土框架结构高温响应的数值分析,TU375.4
  17. 预应力组合网架结构的施工模拟分析与监测技术,TU757
  18. 轮胎稳态滚动阻力的理论及仿真分析,TQ336.1
  19. 索—混凝土板预应力组合网架静力与可靠度分析,TU352.11
  20. 火灾作用后钢筋混凝土框架节点抗震性能试验研究,TU311.3
  21. 网架结构管——球节点变幅疲劳性能的理论与实验研究,TU356

中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 网架结构
© 2012 www.xueweilunwen.com