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钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便等优点,在实际工程中得到了较为广泛的应用。虽然钢管混凝土的抗火性能较好,但是仍然不能满足耐火极限的要求。本文在钢管混凝土内部增设一层钢管,从而形成双钢管混凝土。由于内层钢管外部有混凝土保护,所以双钢管混凝土的抗火性能优于普通钢管混凝土。 双钢管混凝土柱是一种钢材和混凝土的组合构件,目前国内针对双钢管混凝土柱抗火性能的研究较少,应当加强对于耐火性能的研究,这对于促进双钢管混凝土柱在工程中的应用具有重要意义。本文主要对双钢管混凝土柱的抗火性能进行了研究,主要内容为下面几点: (1)对于钢管混凝土的发展进行了总结,分析了钢管混凝土抗火性能的研究现状,介绍了钢管混凝土抗火性能研究的基本理论。 (2)对于有限元分析软件ANSYS的热分析功能进行了研究,建立了双钢管混凝土柱截面温度场分析的模型。分析中假定沿柱高度方向截面温度场是不变的,采用平面模型进行分析,使用plane55单元模拟钢管和混凝土并且选用targe172、targe169单元模拟钢管和混凝土的接触。 (3)对单层钢管混凝土柱的截面温度场进行了分析,并与参考文献的试验结果进行了对比,模拟结果与试验结果吻合较好,有限元模型较为合理。 (4)对于普通钢管柱和双层钢管混凝土进行了对比,确定了双钢管混凝土柱耐火性的优秀。对于双圆钢管混凝土柱的截面温度场进行了分析并了解其变化规律,分析了内外径的比值、双钢管混凝土柱含钢率对于双圆钢管混凝土柱截面温度场的影响,通过对比发现外径为325mm的双钢管混凝土柱内外径比值在0.38到0.46之间较为合适。当保护层厚度相同时,外层钢管直径越大,内层钢管节点温度越低。以及双钢管混凝土柱含钢率在8%至17%之间时选用含钢率在11%至14.5%范围内能够有较好的抗火性能并且也较为经济。 (5)对于外方内圆双钢管混凝土柱的截面温度场进行了分析,得出了其截面温度场的分布规律,确定内层钢管的温度虽然有变化但总体而言变化不大。