火灾前后钢管混凝土核心柱界面粘结性能的研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要配钢管的配核心柱由于其优越的力学性能,在我国高层、超高层建筑中得到越来越广泛的应用,其防火设计亦备受关注。核心柱中钢管与核心混凝土共同工作的前提是两者界面处可靠的粘结。目前国内外对于钢管与混凝土界面粘结问题的研究较少,对火灾作用后的残余粘结性能研究更是未见报道。本文介绍了根据已有推出试验结果进行有限元模拟的方法,并给出了算例;进行了火灾下诵闹奈露瘸∧D猓徊⒔樯芰嘶鹪肿饔煤蠛诵闹瞥鍪匝橛邢拊D拟的方法:最后进行了鵶核心柱试件常温和高温后的推出试验研究,并根据试验结果对火灾后推出试验模拟的方法进行了验证。悸橇烁止苡牒诵幕炷恋南嗷プ饔茫捎昧私缑娼哟シ治隼砺郏⒀∪『理的参数,结合砑辛送瞥鍪匝楣痰氖的D狻DD饨峁胛南字械氖验结果较为吻合。在此基础上,分析了钢管与核心混凝土界面的粘结传力机理。钢管对核心混凝土的横向约束作用对界面摩擦粘结力有较大的影响。肁对核心柱在火灾作用下的温度场进行了数值模拟,并与相关文献试验结果进行了比较,验证了该方法对温度场模拟的准确性。在此基础上,进行了受火时间、截面宽度和钢管外径三个系列对截面温度场影响的分析比较。三个因素对火灾下截面的温度场有较大的影响。辛根约幕鹪指呶率匝楹根构件的推出试验。对试验的现象和界面粘结破坏的过程进行了分析。火灾后界面粘结性能有较大的退化,应采取相应的加强粘结性能的措施。同时对约氖匝榻峁辛吮冉稀樯芰死萌纫唤峁柜詈戏治龅姆椒ń薪哟シ治龅闹饕T砑安街瑁阅D火灾后核心柱推出试验的过程。然后根据本文试验结果,选取了合理的接触参数,利用辛嘶鹪趾笸瞥鍪匝榈哪D猓徊⒂胧匝榻峁辛吮冉戏治觯佣橹ち本文提出的方法的合理性。关键词:配圆钢管的诵闹徽辰嵝阅埽唤哟シ治觯晃露瘸》治觯夯鹪质匝椋煌出试验浙江大学硕士学位论文.
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第一章绪论钢管混凝土核心柱的结构特点与工程应用钢骨混凝土结构是钢与钢筋混凝土的组合结构,简称峁,过去也曾称为劲性混凝土结构。钢骨的形式主要有格构式钢骨、胃止恰⑹中胃止恰⒃哺止堋8止芑炷梁诵闹梢钥闯墒且愿止茏魑8止堑钢骨混凝土柱;也可看成是以钢管混凝土为核心,在其外围浇注钢筋混凝士而形成的柱构件。本文中讨论的钢管混凝土核心柱是配有圆钢管的钢管混凝士柱圆钢管,截面形式如图中间所示。配有圆钢管的钢骨混凝土核心柱,与采用其它形式钢骨的钢骨混凝土柱相比,除了具有一般钢骨混凝土结构刚度大和外包混凝土的防火作用等优点外,其力学性能上的优越性还表现在以下三个方面:植木确植荚诮孛嬷鼙吒浇唤瞿艹浞址⒒釉坎牡淖饔茫叶猿惺芩向压弯的柱角特别有利;谱鞣奖悖哺止芸梢圆捎靡豢楦职逵赏涔芑苯油渲贫桑抑挥幸惶鹾缝,制作容易,而且内径和板厚可自由选择,也可以直接选择无缝钢管;止芏院诵幕炷恋娜蛟际饔每梢栽黾又某性亓脱有裕佣佑效的发挥钢材和混凝土的潜力,使材料得到充分合理的利用。因此,钢管混凝土核心柱是一种优良的钢骨混凝土结构形式,在很多工程中已有应用:南京新世界大厦、南京交通职工培训中心、沈阳和泰大厦,以及广州某高层住宅等。在国外核心梁柱体系中的内部核心块一般为预制的预应力混凝土构件,而采用图钢管混凝土柱及钢管诵闹浙江大学硕士学位论文血铡管混凝土柱圆钢管核心柱方钢管核心柱第凝七
。钢管与混凝土之间的粘结是钢管与混凝土之间的一种复杂相互作用,通过这种相互作用实现两种材料界面作用力的传递,协调变形。这是钢管和混凝土两种材料组成的组合构件共同工作的前提,粘结性能对于构件的变形和承载力都有很大影响。因此,钢管与混凝土之间界面抗剪粘结性能的研究,是工程界较为关心的问题之一。开展这项研究具有一定的理论价值和现实意义,具体表现在如下几个方面:止芑炷凉辜<募釉匦问酱筇蹇煞治H諭孩俸稍亟鲮杭佑诤诵混凝土上,钢管不直接承受纵向压力;②试件端面齐平,钢管和核心混凝土共同承担荷载:③钢管先于核心混凝土承受预压应力,平后,才与核心混凝土共同承受荷载。在梁柱节点位置,梁端的剪力一般通过焊缝传递竖向力给钢管,再由钢管传递给核心混凝土缤—,此竖向力~般较大,这将使得此位置易于发生抗剪粘结破坏。钢管混凝土的受力形式更多的以第③种受力形式出现。直至钢管被压缩到与核心混凝土齐无论何种受力形式,钢管与混凝土之间都存在着粘结应力,粘结应力的存在使得钢管与核心混凝土之间能够进行荷载传递,从而保证钢管与核心混凝土之间的相互作用。到目前为止,界面抗剪粘结应力影响构件工作的机理并不完全清楚,还有待进一步深入