空间网格结构火灾下的力学性能研究

《空间网格结构火灾下的力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TU393．3题单位代码：学号：密级：北京工业大学博士学位论文l82ss-i210005B200604021公开英文并列题目MechanicalBehaviorsStudyonSpaceFrameStructuresinFire研究生姓名：显盐遮一——专业：±丕王握研究方向：太堕窒闻结掏．一一导师姓名：蘸塞暨职称：一麴攮——论文报告提交日期2Q!Q生§目学位授予日期2QlQ笙2目授予单位名称和地址jt壅三些盔堂jE室壹塑田匡垩巫圈!鲤呈lLr“f0￡蓝一J—l12■ADissertationSubmi

2、ttedtotheAcademicCommitteeofBeijingUniversityofTechnologyMechanicalBehaviorsStudyonSpaceFrameStructuresinfire一●一InCandidacyofPhilosophyDoctorinStructuralEngineeringByQIIJLinboUndertheSupervisionofProf．XUESuduoTheCollegeofArchitectureandCivilEngineeringofBei

3、jingUniversityofTechnologyBeijing100124，P．R．China，March，2010lo『II^『J

4、roP●独创性声明本人声明所呈交的论文是我个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，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：耳棋日期：业关于论文使用授权的说明本人完

5、全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：≤排导师签名：摘要捅斐网格结构是空间结构中应用最广泛的结构形式之一，主要是以钢材为母材，但是钢材的耐火性能很差，一旦发生火灾，结构就会很容易发生破坏，甚至整体倒塌，造成人员伤亡和重大的财产损失。因此，对网格结构进行火灾下的力学性能研究具有重要的意义。本文基于EC3中高温下钢材的性能，对火灾下焊

6、接空心球节点、网架结构和网壳结构的力学性能进行了研究，主要研究内容如下：(1)单向受压焊接空心球节点恒载升温试验研究基于国际标准升温曲线(IS0834)，对网格结构中广泛使用的焊接空心球节点进行了恒载升温试验研究。研究了火灾下单向受压时节点的温度场分布规律、位移特征，确定了节点的破坏模式：按照试验升温曲线对试验节点的抗火性能进行了数值模拟，与试验结果非常一致，验证了分析方法和参数选择的正确性，为进行整体结构分析提供了理论基础。(2)单向受力焊接空心球节点火灾下的力学性能研究基于国际标准升温曲线(IS0834)

7、，对火灾下单向受压和受拉焊接空心球节点的力学性能进行了数值模拟。研究了节点的温度场分布规律、应力和位移特征、抗火薄弱部位，以及破坏模式，并对影响节点极限耐火时间的参数进行了分析。(3)火灾下网架结构的力学性能研究基于EC3规定的高温时钢材的性能，按照大空间火灾空气升温模型设定火源模型，对局部火灾下网架结构的力学性能进行了系统全面的非线性有限元分析。分析了结构的温度场分布规律、应力和位移特征，以及破坏模式，得到了不同火源模型下结构的极限状态；研究了不同火源模型和不同结构参数对火灾下结构极限状态的影响，并对火灾下

8、网架结构的承载力极限状态进行了设定；同时对网架结构的抗火设计提出了建议。(4)火灾下网壳结构的力学性能研究基于EC3规定的高温时钢材的性能，按照大空间火灾空气升温模型设定火源模型，对局部火灾下网壳结构的力学性能进行了系统全面的非线性有限元分析。分析了结构的温度场分布规律、位移特征和破坏模式，得到了不同火源模型下结构的极限状态。研究了不同火源模型和不同结构参数对火灾下结构极限状态的影响，并对火灾下网壳结构承载力极限状态进行了设定；同时对网壳结构的抗火设计提出了建议。综上所述，本文通过对火灾下焊接空心球节点、网架

9、结构和网壳结构的力学性能研究，全面了解了它们的抗火性能，取得了部分成果，对今后的网格结构抗火设计和工程实践具有一定指导意义。关键词：网架结构；网壳结构；火灾；非线性分析；力学性能北京工业大学工学博士学位论文一II—ABSTRAC，I'ABSTRACThlmodemtime，spaceframestructureisoneofthemostwidelyusedstructurestyleinspace