鋼材の耐震性能

May 06, 2024

Scientific Reports volume 13、記事番号: 1322 (2023) この記事を引用

1500アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

実際の工学では、柱の配置が異なるため、片面火災、隣接または関連する両面火災、三面火災などの不均一な火災境界状況が発生します。 本論文では、不均一火災にさらされたSRCFST部材の耐震性能を有限要素シミュレーションの手法により調査した。 まず、不均一火災後の部材のP-Δ曲線、延性係数、剛性、エネルギー散逸を調査した。 火災面の数が減少すると、セクションの中心での最大オーバーファイア温度が低下し、損傷が減少し、剛性の低下が減少し、エネルギー散逸能力が増加します。 次に、三面火災を例としてSRCFST部材の各部材の荷重分布を計算したところ、火災後の耐震性能において最も支配的な役割を果たしているのは鋼管であり、次いで鋼製部分、コンクリートの順となっている。 。 最後に、延性係数に影響を与える主要な変数のパラメトリック研究が実行されました。

鋼鉄筋コンクリート充填鋼管 (SRCFST) は、その優れた機械的品質により、エンジニアリングで使用される可能性が非常に高くなります。 典型的な断面形状を図 1 に示します。このタイプの部材の設計方法を改善し、その応用を促進するために、学者たちは SRCFST カラムの室温での機械的特性について広範な研究を行ってきました。 軸方向に圧縮された SRCFST 部材は、Wang et al.1,2,3,4 による実験研究の対象となり、鋼骨が柱の延性と支持力を大幅に向上できることが明らかになりました。 Xu et al.5 は、SRCFST 軸圧縮短柱に対して有限要素解析を実行しました。 Ding ら 6 は、究極平衡理論に基づいて、短い SRCFST カラムを軸方向にプレスする際の搬送能力の方程式を開発しました。 Zhu et al.7,8 は、理論的な接線弾性率アプローチに基づいて、SRCFST 軸圧縮長柱の実際の長さと細さの比と弾塑性支持力の要約式を作成しました。 Wang et al.9 は、SRCFST カラムの一方向バイアス圧力試験により、力のメカニズムと損傷形態を調べました。 内部鋼セクションを備えた自己充填高強度コンクリートは、偏心試験調査の対象となりました10。その結果、偏心はこれらのコンポーネントの耐荷重能力に影響を与える要素であることが明らかになりました。 オフセット荷重内での SRCFST の管理と持続可能性に関する数値計算を実行し、ユーロコード 4 のモデルがこのタイプの荷重に耐える能力を大幅に過小評価していることが判明した後、SRCFST の荷重に耐える能力の予測モデルが提唱されました 11。メンバーの。 SRCFST の曲げ挙動を有限要素法で調べた結果、Wang et al.12 は、内部に取り付けられた異形鋼が正軸の移動とコンクリートの曲げ亀裂の成長を防止することを発見しました。 Zhao et al.13 は、圧縮成形されたコンポーネントの鋼鉄筋高強度コンクリート充填鋼管の測定方法を開発しました。 その後、せん断 14 およびねじれ 15 にさらされた内部整合鋼および鋼管コンクリート柱の機械的特性が連続的に検査されました。 Wang et al.16,17 は、試験手順と数値計算を使用して、部材にかかる一次応力に加えて、圧縮-ねじりおよび圧縮-曲げ-せん断の複雑な荷重にさらされる SRCFST の機械的特性を調査しました。 異形鋼の添加により、SRCFST 部材の剛性、ピーク荷重、および変形性能は、Xu らによる部材のヒステリシス性能の研究において、従来の CFST 柱のものよりも優れていることが示されました 18。 Xianらの研究19,20によると、この材料は断面、衝撃速度、衝撃方向による水平衝撃荷重下でのSRCFST柱の動的応答において優れた耐衝撃性を有しており、優れた耐衝撃性を示します。 近年では、このような部品の耐火性や耐火設計に関する研究結果も増えています。 不均一な火災下および全火災プロセス中の SRCFST 要素の耐火性に関する有限要素法研究が Han らによって行われました 21,22,23。 Meng ら 24,25 は、この種のコンポーネントの耐火性について実験的調査を実施しました。 ISO-834 標準火災後の SRCFST の残留耐力も数値的に計算され 26、さまざまな火災曝露技術下での角形内面一致形鋼および鋼管コンクリート柱の残留強度指数を予測する式も提案されました。 SRCFST の火災後の耐震性能は Han らによって研究され 27、彼らは SRCFST 部材が火災にさらされた通常の CFST 部材よりも耐震性能が優れていることを発見しました。