为研究钢管混凝土柱 一工字钢梁穿筋节点的耐火极限，基于 ABAQUS有限元分析软件分析了钢 管混凝土柱梁穿筋节点的温度分布。并分析了有无钢筋、钢筋直径 以及保护层厚度等参数的影响规律，分析证 明，有无钢筋和保护层厚度是影响节点温度分布的主要因素 ，钢筋直径和构件尺寸影响较小。 【关键词】 方钢管混凝土结构；节点；温度场；ABAQUS 【中图分类号】 TU398 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2016)04 -0084-03 钢管混凝土结构 中钢材和混凝土的协 同作用使 其具有抗震性能 良好 、耐火性好及经济效益好等优 点 ，已广泛应 用 于多高 层 建筑 和工 业建 筑 中… ，由于 矩形钢管混凝土钢管外露 ，其抗火设计已成为工程实 践 的关键 问题 之一 。节 点是 框 架结 构受 力 关键 部 分 ，准 确 的确定 温度 场是研 究节 点 耐火性 能 的关 键 。 以往 节点研 究都 集 中在 柱贯 通式 节 点 的耐火 性 能分 析 ，而 对于梁 贯 通式节 点研 究甚 少 ，本 文就 在确 定 了 材料的热学性质、边界条件和单元的基础上对钢管混 凝土柱钢梁穿筋节点的温度场分布进行了分析。 1 方钢管混凝土柱 一钢梁 穿筋节点 的温度场分析 1．1 高温下材料 的热工性能 本文钢材和混凝 土 的导热 系数采 用 TTLieL3提 出的热工系数。厚涂型钢结构防火保护涂料导热系 数 为 ：A =0．116W／(m ·℃)。本 文钢 材 和混凝 土 的 比热容采用文献 [4]的热工系数 ，并采用水 分 质量百 分 比为 5％的方法对其进行修正。本文钢材和混凝土 的密度分别取 7850和 2350kg／nl。；厚涂型钢结构防火 保 护涂料 的 比热 容 和密度 分别 取 1047J／(kg·℃)和 400 kg／m 。 1．2 热平衡方程定解条件 在火灾发生前，构件一般都处在环境温度状态 下 ，初始条件可表示 为 ： Tx， y，：．t0= 7'o 本文节点与热空气的边界条件考虑第三类边界 条件，其余面为绝缘边界条件。 1．3 火灾模 型 受火面按照 ISO一834标准升温曲线进行升温 ，背 火面设置为常温 ，且升温前 ，整 个试件 都设 置为常温 ， 受火 面对流系数取 25W／(m ·℃) ，综合辐 射系数 取 0．5；斯蒂芬 ．玻 尔兹 曼常 数 or取 5．67X10 w／m ·K ；绝对零度 T=一273K。 1．4 试验 验证 算例来 自吕学涛 的 s1和 s5构件 ，S1三面受火 ， X300mm，构件按照混凝土材料标号分为三组 ，CFRP 布厚度为0．109mm，弹性模量为 93GPa，实测抗拉强度 为2100MPa。分组及结果对比如表 3所示。 5 结语(1) 从本 文 有效 约束 应力 表达 式可 以得 出 ，针 对混凝土矩形截 面 CFRP加 固，在 加 固前事 先做 倒角 处理 能使 CFRP约束性 能得 到更 有效 地发 挥 ，从 而提 高其对混凝 土的约束效果 。 (2) 本文峰值点计算模型综合考虑 了截面形 状 、倒角半径对约束效果的影响，模型形式简洁，数据 对 比表明本文理论模型的正确性 ，说明本文所采用的 分析模 型和方法具 有可行 性。 参考文献 [1] 敬登虎．FRP约束方形混凝土柱轴心受压强度模型[J]．四 川建筑科学研究 ，2005，31(3)：45—47． [2] wuYufei，WangLeiming．Unifiedstren~hmodelforsquareand circularconcretec~umnsconfinedbyexternaljacket[J]．Journal ofStructuralEngineering，ASCE，2009，135(3)：253—261． [3] 梁猛 ．CFRP约 束混 凝土 圆柱强 度及变 形特 性研 究 [D]．大 连：大连理工大学 ，2012． [4] MiyauchiK，NishibyashiS，InoueS．Estimationofstrenhgthening EffectswithCarbonFiberSheetforConcreteColumn『J]．InPro— ceedingsoftheThird InternationalSymposium on Non— Metallic FRPforConcreteStructures，Sapporo，Japan．1997：217—224． [5] 苏骏 ，田乐松．碳 纤维约束 混凝 方柱轴受压承载 分析 [J]．湖 jE工业 大学学报 ，2010，25(2)：89—91．

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