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        空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)抗火設(shè)計(jì)的有限元分析

        2014-03-13 08:35:50孫燕飛席豐
        計(jì)算機(jī)輔助工程 2014年1期
        關(guān)鍵詞:抗火臨界溫度有限元

        孫燕飛 席豐

        摘要:為考察鋼框架梁柱連接的抗火性能,建立平面鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)有限元模型,用ANSYS分析其在火載荷作用下的行為,得到的溫度轉(zhuǎn)角曲線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合;通過(guò)數(shù)值模擬得到不同載荷比值下的4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線.結(jié)果表明:載荷比值不同,空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)作用下的臨界溫度不同;在相同的載荷比值下,不同空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的臨界溫度也不相同.在空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的抗火設(shè)計(jì)中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        關(guān)鍵詞:空間鋼框架; 梁柱焊接節(jié)點(diǎn); 抗火; 載荷比值; 臨界溫度; 有限元

        中圖分類(lèi)號(hào): TU392

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B

        0引言

        近年來(lái),鋼材的優(yōu)良性能使其在建筑行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,但鋼材的力學(xué)性能對(duì)溫度的敏感性很強(qiáng).鋼材的耐火性差,在火災(zāi)下鋼框架會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,因此研究鋼框架抗火性能很重要.

        梁柱節(jié)點(diǎn)是鋼框架的重要組成部分[1],也是鋼框架組成中的薄弱環(huán)節(jié).節(jié)點(diǎn)的破壞容易導(dǎo)致鋼框架的整體破壞[2],造成不可估量的損失,因此研究節(jié)點(diǎn)抗火性能尤為重要.盡管鋼框架抗火研究已取得很大進(jìn)展,但主要集中在整體框架和單個(gè)構(gòu)件的響應(yīng)和失效行為[34]的探討上,關(guān)于梁柱的連接性能以及抗火特性分析相對(duì)較少.目前,節(jié)點(diǎn)抗火研究的方法主要有試驗(yàn)和有限元分析2種:試驗(yàn)?zāi)芨鎸?shí)地研究節(jié)點(diǎn)的抗火性能,但需要花費(fèi)大量資金,得到的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和失效信息也有限;有限元分析不僅可以模擬在高溫時(shí)的節(jié)點(diǎn)性能,進(jìn)行大量的參數(shù)研究,而且可以減少研究的時(shí)間和經(jīng)費(fèi).

        近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的研究日益增多.LAWSON[5]對(duì)剛性組合節(jié)點(diǎn)、半剛性組合節(jié)點(diǎn)以及彈性組合節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行8組試驗(yàn),得到溫度轉(zhuǎn)角關(guān)系;李國(guó)強(qiáng)等[6]對(duì)梁端軸向約束作用下平端板螺栓連接組合節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明在結(jié)構(gòu)中組合節(jié)點(diǎn)與梁相互影響、共同作用;DAI等[7]運(yùn)用Abaqus對(duì)10種不同種類(lèi)的連接形式進(jìn)行火災(zāi)模擬,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)有限元可以準(zhǔn)確描述節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)時(shí)發(fā)生破壞的全過(guò)程;ALJABRI[8]通過(guò)對(duì)一系列梁柱半剛性連接進(jìn)行抗火試驗(yàn),得到不同連接形式的彎矩轉(zhuǎn)角溫度曲線,研究半剛性節(jié)點(diǎn)在高溫時(shí)的力學(xué)行為;王衛(wèi)永等[9]通過(guò)試驗(yàn)和有限元分析得到焊接邊節(jié)點(diǎn)溫度轉(zhuǎn)角曲線,對(duì)高溫下焊接邊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗火性能研究;李曉東等[10]通過(guò)試驗(yàn)得到幾種鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角關(guān)系,并對(duì)節(jié)點(diǎn)在高溫時(shí)的力學(xué)性能進(jìn)行討論;隋炳強(qiáng)等[11]通過(guò)試驗(yàn)和有限元分析得到幾種節(jié)點(diǎn)在高溫時(shí)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,并對(duì)幾種節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行對(duì)比分析;BURSI等[12]運(yùn)用Abaqus模擬梁柱在高溫時(shí)螺栓連接的力學(xué)性能.SHRIH等[13]運(yùn)用ANSYS對(duì)平齊式端板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗火分析,得到在不同載荷工況時(shí)節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,并與試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比.

        綜合上述研究可知,對(duì)節(jié)點(diǎn)抗火性能的研究主要集中在對(duì)平面鋼框架節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)和有限元分析上.在實(shí)際結(jié)構(gòu)中,空間鋼框架梁與柱不僅在柱截面的強(qiáng)軸方向上有連接,而且在柱截面的弱軸方向也有連接,并且在柱截面弱軸方向上與梁的連接對(duì)節(jié)點(diǎn)抗火性能有影響.目前,關(guān)于這種影響的評(píng)估尚不充分,需通過(guò)數(shù)值模擬進(jìn)行定量分析.基于這樣的考慮,本文對(duì)帶有梁柱弱軸連接的空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初步研究,得到在不同載荷工況時(shí)空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,為空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)抗火設(shè)計(jì)提供參考.

        1有限元模型驗(yàn)證

        1.1有限元模型

        平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)幾何尺寸和載荷與文獻(xiàn)[10]相同:鋼柱采用H244×175×7×11規(guī)格(在常溫下,其鋼材屈服強(qiáng)度為285 MPa);鋼梁采用H250×125×6×9規(guī)格(在常溫下,其鋼材屈服強(qiáng)度為330 MPa),柱長(zhǎng)3.0 m,柱頂施加125 kN集中力,梁長(zhǎng)1.35 m,梁懸臂端施加30 kN集中力.

        平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)幾何尺寸和載荷與文獻(xiàn)[11]相同:鋼柱采用H244×175×7×11規(guī)格,鋼梁采用H250×125×6×9規(guī)格(在常溫下,梁和柱鋼材屈服強(qiáng)度均為285 MPa),柱長(zhǎng)3.0 m,柱頂施加125 kN集中力,梁長(zhǎng)1.35 m,距梁懸臂端1.2 m對(duì)稱(chēng)施加30 kN集中力.

        運(yùn)用ANSYS建立平面鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)模型時(shí)采用SOLID 45單元.SOLID 45單元適用于構(gòu)造三維固體結(jié)構(gòu),通過(guò)8個(gè)節(jié)點(diǎn)定義,每個(gè)節(jié)點(diǎn)有沿著x,y和z這3個(gè)方向的平移自由度;具有塑性、膨脹、應(yīng)力強(qiáng)化、大變形和大應(yīng)變能力,可以施加單元表面載荷和節(jié)點(diǎn)溫度體載荷等.在劃分網(wǎng)格時(shí),為得到精確的計(jì)算結(jié)果,需要對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)附近網(wǎng)格進(jìn)行加密處理[14],見(jiàn)圖1,平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)單元數(shù)目為51 803個(gè),平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)單元數(shù)目為68 101個(gè).

        另外,由圖3可知,本文計(jì)算所得結(jié)果與文獻(xiàn)[1011]試驗(yàn)所得結(jié)果基本一致,但計(jì)算所得結(jié)果的臨界溫度偏高一點(diǎn).產(chǎn)生這種差距的原因有多種,如模擬采用的材料模型與實(shí)際鋼材的材料性質(zhì)有差距,有限元模擬受火與試驗(yàn)受火情況有差距等.但是,本文模擬所得溫度轉(zhuǎn)角曲線趨勢(shì)是合理的,在一定程度上可以合理反映節(jié)點(diǎn)受火的性能,同時(shí),若要比較不同節(jié)點(diǎn)受火時(shí)臨界溫度的大小關(guān)系,該誤差不會(huì)影響比較結(jié)果.

        由圖3還可知,本文計(jì)算的節(jié)點(diǎn)受火變形圖與文獻(xiàn)[10]試驗(yàn)中的變形圖一致,說(shuō)明本文建立的有限元模型正確,加載方法也合理,有限元模擬結(jié)果可以合理地描述節(jié)點(diǎn)在高溫時(shí)的溫度轉(zhuǎn)角關(guān)系和變形形態(tài).

        2空間節(jié)點(diǎn)在高溫時(shí)的有限元分析

        在實(shí)際情況下,鋼框架的節(jié)點(diǎn)都為空間節(jié)點(diǎn),即梁和柱不僅在柱截面強(qiáng)軸方向(圖4中x方向)上有連接,而且在柱截面弱軸方向(圖4中y方向)上有連接.本文在文獻(xiàn)[10]平面鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立空間鋼框架中的幾種全焊接節(jié)點(diǎn),運(yùn)用ANSYS建模進(jìn)行計(jì)算,提取4種節(jié)點(diǎn)在不同載荷作用下的溫度轉(zhuǎn)角關(guān)系進(jìn)行對(duì)比分析.

        2.24種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的有限元模型

        2.2.1有限元模型

        由圖11~14可對(duì)比4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的變形特征:(1)對(duì)于有梁連接的柱翼緣,與梁上翼緣對(duì)應(yīng)處的柱翼緣受火外凸,與梁下翼緣對(duì)應(yīng)的柱翼緣受火內(nèi)凹.這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)處在彎矩作用下梁上翼緣受拉帶動(dòng)相應(yīng)位置的柱翼緣向外凸出,同時(shí)梁下翼緣受壓導(dǎo)致柱翼緣相應(yīng)位置內(nèi)凹.(2)對(duì)于沒(méi)有梁連接的柱翼緣,其變形較小且較均勻.這是因?yàn)檫@類(lèi)柱翼緣受到的作用力來(lái)自于腹板傳遞,力經(jīng)腹板傳遞到柱翼緣,導(dǎo)致受拉和受壓的區(qū)域增大[9],使沒(méi)有梁連接的柱翼緣彎曲變形變小.

        2.3.2空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線

        空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線的提取原則:首先分別提取x和y方向上節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,然后取2條溫度轉(zhuǎn)角曲線中臨界溫度中相對(duì)較小的那條作為空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,用于判斷空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的臨界溫度.

        對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,結(jié)果見(jiàn)圖15.

        由圖15可知,4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)隨著載荷比值的增大,臨界溫度降低,即載荷比值γ的增大對(duì)抗火不利;在4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)中,y方向邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)的臨界溫度較高,x方向邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)臨界溫度較低,因此,在鋼框架節(jié)點(diǎn)抗火保護(hù)中尤其需要注意加強(qiáng)角節(jié)點(diǎn)和x方向邊節(jié)

        點(diǎn)的防火保護(hù);γ>1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度與γ≤1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度相比,變化幅度比其他幾種節(jié)點(diǎn)明顯,因此當(dāng)y方向上梁的載荷大于x方向上梁的載荷時(shí),尤其需要注意加強(qiáng)角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        3結(jié)論

        運(yùn)用ANSYS采用簡(jiǎn)化模擬方法對(duì)平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)、平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)以及4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗火計(jì)算,得到以下結(jié)論:

        (1)對(duì)平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)和平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算,所得的結(jié)果與文獻(xiàn)[1011]的試驗(yàn)結(jié)果吻合,驗(yàn)證本文有限元模型的合理性.

        (2)通過(guò)對(duì)比4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)高溫下的有限元模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),與梁連接的柱翼緣的變形形態(tài)一致,且較無(wú)梁連接的柱翼緣變形大;從溫度轉(zhuǎn)角曲線可知,H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)臨界溫度較低,H型柱腹板與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)臨界溫度較高.因此,在空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的抗火設(shè)計(jì)中,要注意加強(qiáng)對(duì)H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù);γ>1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度明顯小于γ≤1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度.當(dāng)H型柱腹板與梁連接方向梁端載荷大于H型柱翼緣與梁連接方向梁端載荷時(shí),角節(jié)點(diǎn)臨界溫度明顯降低,在進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)時(shí),要注意加強(qiáng)對(duì)角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        參考文獻(xiàn):

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        (編輯陳鋒杰)

        2.24種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的有限元模型

        2.2.1有限元模型

        由圖11~14可對(duì)比4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的變形特征:(1)對(duì)于有梁連接的柱翼緣,與梁上翼緣對(duì)應(yīng)處的柱翼緣受火外凸,與梁下翼緣對(duì)應(yīng)的柱翼緣受火內(nèi)凹.這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)處在彎矩作用下梁上翼緣受拉帶動(dòng)相應(yīng)位置的柱翼緣向外凸出,同時(shí)梁下翼緣受壓導(dǎo)致柱翼緣相應(yīng)位置內(nèi)凹.(2)對(duì)于沒(méi)有梁連接的柱翼緣,其變形較小且較均勻.這是因?yàn)檫@類(lèi)柱翼緣受到的作用力來(lái)自于腹板傳遞,力經(jīng)腹板傳遞到柱翼緣,導(dǎo)致受拉和受壓的區(qū)域增大[9],使沒(méi)有梁連接的柱翼緣彎曲變形變小.

        2.3.2空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線

        空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線的提取原則:首先分別提取x和y方向上節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,然后取2條溫度轉(zhuǎn)角曲線中臨界溫度中相對(duì)較小的那條作為空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,用于判斷空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的臨界溫度.

        對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,結(jié)果見(jiàn)圖15.

        由圖15可知,4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)隨著載荷比值的增大,臨界溫度降低,即載荷比值γ的增大對(duì)抗火不利;在4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)中,y方向邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)的臨界溫度較高,x方向邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)臨界溫度較低,因此,在鋼框架節(jié)點(diǎn)抗火保護(hù)中尤其需要注意加強(qiáng)角節(jié)點(diǎn)和x方向邊節(jié)

        點(diǎn)的防火保護(hù);γ>1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度與γ≤1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度相比,變化幅度比其他幾種節(jié)點(diǎn)明顯,因此當(dāng)y方向上梁的載荷大于x方向上梁的載荷時(shí),尤其需要注意加強(qiáng)角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        3結(jié)論

        運(yùn)用ANSYS采用簡(jiǎn)化模擬方法對(duì)平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)、平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)以及4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗火計(jì)算,得到以下結(jié)論:

        (1)對(duì)平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)和平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算,所得的結(jié)果與文獻(xiàn)[1011]的試驗(yàn)結(jié)果吻合,驗(yàn)證本文有限元模型的合理性.

        (2)通過(guò)對(duì)比4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)高溫下的有限元模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),與梁連接的柱翼緣的變形形態(tài)一致,且較無(wú)梁連接的柱翼緣變形大;從溫度轉(zhuǎn)角曲線可知,H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)臨界溫度較低,H型柱腹板與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)臨界溫度較高.因此,在空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的抗火設(shè)計(jì)中,要注意加強(qiáng)對(duì)H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù);γ>1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度明顯小于γ≤1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度.當(dāng)H型柱腹板與梁連接方向梁端載荷大于H型柱翼緣與梁連接方向梁端載荷時(shí),角節(jié)點(diǎn)臨界溫度明顯降低,在進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)時(shí),要注意加強(qiáng)對(duì)角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        參考文獻(xiàn):

        [1]WANG Y C. Steel and composite structures: behavior and design for fire safety[M]. London: Spon Press, 2002.

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        [11]隋炳強(qiáng), 董毓利, 王衛(wèi)永, 等. 鋼框架中柱剛節(jié)點(diǎn)抗火性能試驗(yàn)研究[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2007, 37(4):651655.

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        (編輯陳鋒杰)

        2.24種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的有限元模型

        2.2.1有限元模型

        由圖11~14可對(duì)比4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的變形特征:(1)對(duì)于有梁連接的柱翼緣,與梁上翼緣對(duì)應(yīng)處的柱翼緣受火外凸,與梁下翼緣對(duì)應(yīng)的柱翼緣受火內(nèi)凹.這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)處在彎矩作用下梁上翼緣受拉帶動(dòng)相應(yīng)位置的柱翼緣向外凸出,同時(shí)梁下翼緣受壓導(dǎo)致柱翼緣相應(yīng)位置內(nèi)凹.(2)對(duì)于沒(méi)有梁連接的柱翼緣,其變形較小且較均勻.這是因?yàn)檫@類(lèi)柱翼緣受到的作用力來(lái)自于腹板傳遞,力經(jīng)腹板傳遞到柱翼緣,導(dǎo)致受拉和受壓的區(qū)域增大[9],使沒(méi)有梁連接的柱翼緣彎曲變形變小.

        2.3.2空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線

        空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線的提取原則:首先分別提取x和y方向上節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,然后取2條溫度轉(zhuǎn)角曲線中臨界溫度中相對(duì)較小的那條作為空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的溫度轉(zhuǎn)角曲線,用于判斷空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的臨界溫度.

        對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,結(jié)果見(jiàn)圖15.

        由圖15可知,4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)隨著載荷比值的增大,臨界溫度降低,即載荷比值γ的增大對(duì)抗火不利;在4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)中,y方向邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)的臨界溫度較高,x方向邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)臨界溫度較低,因此,在鋼框架節(jié)點(diǎn)抗火保護(hù)中尤其需要注意加強(qiáng)角節(jié)點(diǎn)和x方向邊節(jié)

        點(diǎn)的防火保護(hù);γ>1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度與γ≤1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度相比,變化幅度比其他幾種節(jié)點(diǎn)明顯,因此當(dāng)y方向上梁的載荷大于x方向上梁的載荷時(shí),尤其需要注意加強(qiáng)角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        3結(jié)論

        運(yùn)用ANSYS采用簡(jiǎn)化模擬方法對(duì)平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)、平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)以及4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗火計(jì)算,得到以下結(jié)論:

        (1)對(duì)平面鋼框架全焊接邊節(jié)點(diǎn)和平面鋼框架全焊接中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算,所得的結(jié)果與文獻(xiàn)[1011]的試驗(yàn)結(jié)果吻合,驗(yàn)證本文有限元模型的合理性.

        (2)通過(guò)對(duì)比4種空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)高溫下的有限元模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),與梁連接的柱翼緣的變形形態(tài)一致,且較無(wú)梁連接的柱翼緣變形大;從溫度轉(zhuǎn)角曲線可知,H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)臨界溫度較低,H型柱腹板與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)臨界溫度較高.因此,在空間鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)的抗火設(shè)計(jì)中,要注意加強(qiáng)對(duì)H型柱翼緣與梁連接方向的邊節(jié)點(diǎn)和角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù);γ>1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度明顯小于γ≤1.0時(shí)角節(jié)點(diǎn)的臨界溫度.當(dāng)H型柱腹板與梁連接方向梁端載荷大于H型柱翼緣與梁連接方向梁端載荷時(shí),角節(jié)點(diǎn)臨界溫度明顯降低,在進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)時(shí),要注意加強(qiáng)對(duì)角節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù).

        參考文獻(xiàn):

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        (編輯陳鋒杰)

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