基于约束子结构柱的整体框架多尺度抗火混合模拟
2021-12-20蔡新江蔡庭辉毛小勇田石柱
自然灾害学报 2021年6期
蔡新江,蔡庭辉,毛小勇,田石柱
(1.苏州科技大学 土木工程学院,江苏 苏州 215011; 2.苏州科技大学 江苏省结构工程重点实验室,江苏 苏州 215011)
传统构件抗火试验往往是在恒定加载方式下进行,未能考虑周围构件对局部受火构件的约束作用,因此无法真实反映受火构件的力学性能。抗火混合试验仅对局部受火构件(试验子结构)进行真实边界条件下的加载升温,结构其余部分(数值子结构)进行数值分析,两者每间隔时间Δt或温度ΔT对内力和位移进行交互反馈来满足力学平衡和位移协调,既改善了整体结构抗火试验成本高、通用性差、对试验设备要求高的缺点,又充分考虑了周围结构对受火构件的约束作用,是一种值得深入研究的试验方法。
Mostafaei等[1]阐述了抗火混合试验的基本原理及实际受火构件与等效受火构件之间边界条件的转化,同时基于SAFIR软件将整体结构数值结果和抗火混合试验结果进行对比,验证了抗火混合试验的可行性。Sauca等[2-3]认为子结构之间的刚度比对试验结果产生关键影响,开发了不依赖刚度比的混合试验方法。Tondini等[4]基于有限元撕裂对接法提出了一种求解结构热力学响应的静态方法,结果证实该算法可以较好地保证界面处力平衡和位移协调。Whyte等[5]在OpenFresco和OpenSees软件基础上扩展了温度自由度和温度荷载,并利用材料试验机和小型电炉进行了双杆桁架的抗火混合试验,试验中使用显式算法,数值计算中使用隐式算法,验证了热力耦合混合试验方法的可行性。……
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