截面形状对无防火保护钢柱的抗火性能影响分析

钢柱的截面形状对钢柱截面温度分布有一定的影响,而钢柱截面温度的分布情况可能导致钢柱的抗火性能提高或者降低。钢柱在不均匀温度分布情况下,由于温度效应的作用,可使钢柱截面局部屈服或者增加附加挠度。对于四面受火钢柱,腹板翼缘厚度的不同会导致腹板截面温度高于翼缘截面,从而导致钢柱截面应力分布不均匀,对钢柱的抗火性能产生影响。通过ANSYS软件分析研究了钢柱在四面受火情况下截面温度分布对钢柱抗火性能的影响,可供钢结构抗火设计参考。     

火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能影响的研究现状

本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱抗火性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙保护,非4面受火;钢柱仅部分截面采用防火保护;受洞口非均匀火灾影响的建筑外框架柱;钢柱防火保护层不均匀或局部破损等。截面温度不均匀对钢柱抗火性能的影响包括:截面产生附加应力,使钢柱临界温度降低;钢柱截面不对称,发生弯扭破坏;钢柱产生热弯曲,以及破坏时可能出现的反向弯曲等。并对需要进一步研究的问题给出了建议。     

基于OptiStruct钢柱的屈曲分析及优化

本文主要研究钢柱的屈曲及优化问题。利用有限元软件HyperMesh建立钢柱的有限元模型,并利用求解器OptiStruct对钢柱进行屈曲分析,进而得出钢柱的屈曲因子和临界载荷。然后利用OptiStruct中尺寸优化的功能对钢柱进行优化,最终在钢柱质量不变的前提下提高了钢柱的临界载荷,为钢柱的设计提供了参考。     

约束钢柱抗火性能试验研究

介绍了一组约束钢柱抗火试验,包括试验设计、钢柱温度和位移测量结果、钢柱试验后残余变形,以及试验的数值模拟等。试验变化参数为钢柱所受约束的刚度。约束刚度大小对钢柱抗火性能的影响包括:约束刚度比大的钢柱,其屈曲温度和破坏温度均较低;钢柱屈曲后,约束刚度比大的钢柱在变形较小时即可达到新的平衡位置;约束钢柱的破坏温度一般高于其屈曲温度,且随轴向约束刚度比的增大,破坏温度与屈曲温度之差增大。试验结果与有限元分析结果进行了对比,两者吻合较好,有限元方法研究约束钢柱抗火性能具有较高的精度。     

初始负载下焊接加固工字形截面钢柱受力性能试验研究

为研究初始负载对焊接加固后钢柱的受力特性的影响,进行了加固钢柱的轴压静力试验,试验包括3个不同初始负载下焊接加固的钢柱和1个作对比的未加固钢柱。被加固钢柱均为工字形双轴对称截面,加固方式为翼缘外侧对称贴焊钢板全长加固。钢柱端部约束采用单刀铰支座实现钢柱绕弱轴的转动。研究了负载下加固前后轴心受压钢柱的腹板的应变分布变化、加固焊接引发的变形、失稳破坏形式和稳定承载力,并对试验结果和规范计算结果进行了对比。结果表明:焊接加固过程使得冷却后钢柱腹板的应变增大,截面发生应力重分布。试验中最大初始负载相当于未加固钢柱稳定承载力的71.7%,而加固后钢柱稳定承载力没有明显降低。钢柱加固后的稳定承载力和残余变形受初始负载和初始几何缺陷的影响。     

三面受火钢柱的抗火性能分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,分析了在三面受火作用下钢柱截面的温度变化情况。然后,利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,进一步分析研究了在火灾下的钢柱截面温度分布对钢柱附加挠度的影响以及钢柱扭转变形发展规律,推导了由于温度效应引起的钢柱附加挠度的计算公式,为钢结构的抗火设计提供一定的参考价值。     

墙板约束对轴心受压钢柱承载力的影响

墙板在其平面内具有一定的刚度 ,为钢柱提供了侧向约束 ,提高了钢柱的稳定承载能力。利用大型有限元分析程序ANSYS ,对考虑墙板约束的钢柱承载力进行了非线性有限元分析。说明了墙板约束对轴压钢柱承载力及破坏形式的影响 ,并提出了带有墙板的钢柱轴心受压承载力的简化计算模型。     

建筑工程中劲性钢柱施工技术

劲性钢柱是高层建筑中的常用承重构件,为解决钢柱与钢筋的绑扎难点,本文以某酒店项目为例,进行劲性钢柱结构设计,研究了加工方法和安装方法,涉及到钢柱柱脚锚栓埋设、基础节安装、上部结构钢柱安装、焊接、型钢柱与钢筋的绑扎等方面的施工要点,科学设计和规范施工后,按照计划顺利建造劲性钢柱,施工质量达到要求,解决了劲性钢柱的施工难题,有利于建筑工程后续建设。     

建筑钢结构吊装施工工艺及稳定性验算研究

钢结构工程吊装过程中安全尤为重要。以某文教钢结构工程为例,以GKL17钢梁和QD3GZ-4钢柱的吊装为研究对象,针对钢梁和钢柱吊装施工工艺进行了分析;并通过有限元分析软件Midas实现了钢柱和钢梁的吊装模拟,对吊装作业钢丝绳、卸扣选用以及钢柱和钢梁吊耳板承载力进行了验算。验算结果表明钢柱和钢梁及焊缝受力均满足规范要求,确保了钢梁和钢柱吊装施工过程中的安全性。     

火灾下约束钢柱受力性能实用分析方法(Ⅱ)——轴力和弯矩共同作用下的约束钢柱

对火灾升温条件下压弯约束钢柱的轴力和截面弯矩发展规律进行了研究,给出了确定其屈曲温度和破坏温度的简化方法。约束钢柱屈曲前,随着温度升高钢柱轴力线性增加,截面弯矩基本保持不变;约束钢柱屈曲后,钢柱轴力减小,截面弯矩突然增大,钢柱处于轴力和弯矩共同作用下。确定屈曲温度时,采用无约束压弯钢柱屈曲温度的计算公式,钢柱轴力考虑轴向约束的影响;确定破坏温度时,破坏准则采用截面屈服条件表示的轴力-弯矩相关关系,轴力取初始轴力。利用有限元方法对本文公式进行了验证,对通常情况下的约束钢柱(荷载比小于0.7,约束刚度比小于0.1),本文方法与有限元方法计算结果吻合较好。