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《高溫下與高溫后拉索力學性能試驗研究與數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、高溫下與高溫后拉索力學性能試驗研究與數(shù)值模擬Experimentalstudyandnumericalsimulationofmechanicalpropertiesofcablesunder/afterhightemperature第十五屆高等院校霍英東青年教師基金：火災后網(wǎng)架結(jié)構(gòu)殘余力學性能與安全評估方法研究工程領域：建筑與土木工程作者姓名：樊澤源指導教師：劉紅波副教授陳志華教授企業(yè)導師：何彩云高級工程師天津大學建筑工程學院二零一七年十一月摘要索結(jié)構(gòu)一般為人流密集的建筑，為建筑火災高發(fā)場所；索是其中的常用構(gòu)件，研究索在高溫下及高溫后的力學性能，為科
2、學地進行結(jié)構(gòu)的抗火設計提供依據(jù)，具有十分重要的意義。本文針對高強鋼絲、七絲鋼絞線以及索錨節(jié)點的高溫下及高溫后的有關力學性能進行研究，并利用有限元軟件對鋼絞線的性能進行數(shù)值模擬。對于鋼絞線和高強鋼絲：完成了高溫下、零載高溫后與負載高溫后三種拉伸試驗，得到了高強鋼絲和鋼絞線的本構(gòu)關系曲線與力學性能指標，擬合出材料在高溫下的性能變化規(guī)律；完成了高溫下的蠕變試驗，得到了高強鋼絲和鋼絞線的蠕變關系曲線，擬合出材料在高溫下的蠕變性能規(guī)律；通過有限元模擬得到了鋼絞線的應力分布情況并與試驗得到的拉伸性能和蠕變性能進行對比。對于拉索構(gòu)件中常用的熱鑄錨節(jié)點，完成了高溫下的
3、拉伸試驗，得到拉索及節(jié)點的拉伸性能曲線與承載力，得到了高溫下整個拉索構(gòu)件的性能變化規(guī)律。通過試驗和分析得到以下主要結(jié)論：（1）用于拉索的高強鋼材的高溫下強度從300℃開始有明顯降低，400℃時約為常溫下的50%，600℃時已不足10%，可以認為基本喪失承載能力；在受到高于400℃的高溫后強度開始有減弱，在700℃時降低至最小值，約為常溫下30%，且強度折減程度隨受熱時間的增長而增大。（2）在溫度達到300℃以上時鋼絞線開始有明顯的蠕變現(xiàn)象，而在溫度較低時，僅在應力比較大時才會發(fā)生較大的蠕變變形，各溫度下蠕變變形與材料的應力和蠕變時間均為冪函數(shù)關系；（3
4、）熱鑄錨節(jié)點由于其澆鑄料的熔點較低，在高溫下無法提供可靠錨固，節(jié)點會先于索體破壞，無法充分發(fā)揮拉索材料的承載能力。在索結(jié)構(gòu)的抗火設計中，需要將使用熱鑄錨拉索構(gòu)件的承載力按節(jié)點的承載力考慮。關鍵詞：高溫，鋼絞線，高強鋼絲，熱鑄錨，拉伸，蠕變IABSTRACTGenerally,cablestructuresarecrowdedbuildings,asahighincidenceofbuildingfireoccurs.Cableisacommonstructuralcomponentofcablestructures.Itisofgreatsignifi
5、cancetostudythemechanicalpropertiesofcablecomponentsunderhightemperatureandafterhightemperature,andprovidescientificbasisforthefireresistancedesignofcablestructures.Inthispaper,theresearchofmechanicalpropertiesofhighstrengthsteelwire,seven-wiressteelstrandandcableanchorjointunde
6、rhightemperatureandafterhightemperaturewerecarriedout,andtheperformanceofsteelstrandwassimulatedbyusingfiniteelementmethod.Forsteelstrandandhighstrengthsteelwire:thetensiletestunderthreeconditionswascompleted,includingunderhightemperature,afterhightemperaturewith/withoutload.The
7、constitutiverelationcurvesandmechanicalpropertiesofhigh-strengthsteelwireandsteelstrandwereobtained,andthelawofmaterialperformanceathightemperaturewasfitted;Thecreeptestofsteelwireandsteelstrandunderhightemperaturewascompleted,thecreeprelationcurvesofsteelwireandsteelstrandwereo
8、btained,thecreepbehaviorunderhightemperaturewas
