通过改进节点性能确保火灾下钢框架结构的鲁棒性

摘要：

介绍了钢框架结构火灾下鲁棒性的背景知识,建议对于非常重要的建筑结构,抗火安全设计必须包括通常设计中尚未考虑到的意外破坏模式.文章辨识了结构意外破坏的不同模式,并提出了保证结构安全性的可行方法.本文主要介绍了如何利用梁的悬链线效应,使荷载从受损结构重新分配到相邻结构,该效应是梁受弯承载力状态的一种转变.为确保钢梁中悬链线效应的充分发展,最重要的是要保证节点具有足够的抗拉承载力与转动能力.本文提出了一种节点转动能力需求的量纲分析方法,并根据一些试验结果,介绍了英国常用的梁柱节点可到达的转动能力.虽然一些延性较好的节点在升温时能够达到10°的转动能力,但当钢的温度非常高时,其仍不能满足使悬链线效应充分形成时所需要的转动能力(＞15°).随后,讨论了如何提高节点的转动能力,包括:采用具有较好延性的节点(例如开反向槽口的节点),改进节点的细部构造(如将节点的受拉区移近至受压区,并为螺栓开槽型孔)和采用更强的、延性更好的由耐火钢制成的螺栓.这些提出的节点技术需要与节点在其他设计要求下的性能要求相协调(如刚度),为满足不同的结构性能要求,找到最优的节点设计方法,仍需要更深入的研究.

关键词：鲁棒性、耐火极限、悬链线效应、节点、钢结构

所属期刊栏目：32

分类号：TU375(建筑结构)

资助基金：Engineering and Physical Science Research CouncilEP/C003004/1;European UnionRFSR-CT-2009-00021;CIDECT15S-13

在线出版日期：2012-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：89-98