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铝合金材料因其具有轻质高强、抗腐蚀、无磁、使用期间维护费用低以及可以循环利用等优势,目前已经广泛应用于空间结构中,尤其是沿海、游泳馆、工业厂房等腐蚀环境中的建筑。
铝合金材料对高温较为敏感,高温后材料强度弱化严重,国内外对铝合金连接节点的耐火性能研究均较少,国内主要集中在板式节点的抗火性能研究,对我国自主研发的螺栓球节点高温下性能的研究较匮乏;国内对铝合金低温性能的研究主要集中在低温下铝合金材料性能研究,缺少对结构用6061-T6铝合金的低温下材料性能研究和低温下铝合金节点力学性能研究。因此,很有必要开展针对极端温度下铝合金螺栓球节点网格结构的力学性能与设计方法的研究与试验,以指导铝合金螺栓球节点的抗火设计和其在低温区域与低温领域的设计应用。
本文针对极端温度下铝合金螺栓球节点网格结构力学性能进行了研究,主要包括:
(1)结合高温下铝合金螺栓球节点螺栓连接抗拉性能试验研究和有限元分析,得到了高温下铝合金螺栓球节点螺栓连接的破坏形式与抗拉性能,并提出了高温下铝合金螺栓球节点螺栓连接抗拉设计方法。
(2)结合高温下铝合金螺栓球节点封板连接抗拉性能试验研究和有限元分析,得到了高温下铝合金螺栓球节点封板连接的破坏形式与抗拉性能,并提出了高温下铝合金螺栓球节点封板连接抗拉设计方法。
(3)通过进行-80℃~20℃温度条件下6061-T6铝合金材料性能试验研究,得到了其弹性模量、屈服强度、极限强度、伸长率、截面收缩率等力学指标随温度变化的规律;并结合试验结果,建立低温下铝合金螺栓球节点螺栓连接和封板连接模型,分析得到了低温下铝合金螺栓球节点力学性能及设计方法。
(4)在高温下铝合金螺栓球节点力学性能研究的基础上,进行了铝合金螺栓球节点网格结构抗火性能的数值模拟分析,得到了其力学性能及耐火时间,为铝合金螺栓球网架的应用和抗火设计提供理论依据。
铝合金材料对高温较为敏感,高温后材料强度弱化严重,国内外对铝合金连接节点的耐火性能研究均较少,国内主要集中在板式节点的抗火性能研究,对我国自主研发的螺栓球节点高温下性能的研究较匮乏;国内对铝合金低温性能的研究主要集中在低温下铝合金材料性能研究,缺少对结构用6061-T6铝合金的低温下材料性能研究和低温下铝合金节点力学性能研究。因此,很有必要开展针对极端温度下铝合金螺栓球节点网格结构的力学性能与设计方法的研究与试验,以指导铝合金螺栓球节点的抗火设计和其在低温区域与低温领域的设计应用。
本文针对极端温度下铝合金螺栓球节点网格结构力学性能进行了研究,主要包括:
(1)结合高温下铝合金螺栓球节点螺栓连接抗拉性能试验研究和有限元分析,得到了高温下铝合金螺栓球节点螺栓连接的破坏形式与抗拉性能,并提出了高温下铝合金螺栓球节点螺栓连接抗拉设计方法。
(2)结合高温下铝合金螺栓球节点封板连接抗拉性能试验研究和有限元分析,得到了高温下铝合金螺栓球节点封板连接的破坏形式与抗拉性能,并提出了高温下铝合金螺栓球节点封板连接抗拉设计方法。
(3)通过进行-80℃~20℃温度条件下6061-T6铝合金材料性能试验研究,得到了其弹性模量、屈服强度、极限强度、伸长率、截面收缩率等力学指标随温度变化的规律;并结合试验结果,建立低温下铝合金螺栓球节点螺栓连接和封板连接模型,分析得到了低温下铝合金螺栓球节点力学性能及设计方法。
(4)在高温下铝合金螺栓球节点力学性能研究的基础上,进行了铝合金螺栓球节点网格结构抗火性能的数值模拟分析,得到了其力学性能及耐火时间,为铝合金螺栓球网架的应用和抗火设计提供理论依据。