【摘 要】
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火灾对钢结构的主要影响是使钢材软化，而爆炸产生的应变率效应是使钢材强度提高，两种作用效果相反，两者的共同作用增加了钢结构柱稳定分析的难度。本文采用有限元软件分析钢结构
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火灾对钢结构的主要影响是使钢材软化，而爆炸产生的应变率效应是使钢材强度提高，两种作用效果相反，两者的共同作用增加了钢结构柱稳定分析的难度。本文采用有限元软件分析钢结构柱在火灾和爆炸作用下的稳定问题。分析之前，对常用于高温和爆炸分析的材料模型的适用性进行了探讨，发现Cowper-Symonds和Johnson-Cook材料模型适用于常温爆炸分析，结合Cowper-Symonds材料模型与高温材料模型使用可进行高温爆炸分析。将采用不同材料模型的数值模拟结果与其他学者的试验结果进行对比，验证了有限元分析的可靠性和材料模型参数选择的合理性。在此基础上主要对以下三个方面进行了研究。一、高温对钢柱稳定的影响。对不同火灾条件下构件的温度分布进行了分析，并在此基础上探讨高温对失稳极限荷载的影响等，拟合出钢柱承载力随升温的下降曲线。二、爆炸对钢柱稳定的影响。分析发现钢柱的抗冲击性能受轴压比的控制。爆炸来自不同方向时，抗冲击性能变化规律不一样，破坏的机理和形态也有所区别。此外，钢柱承受轴向冲击时，承载力相对于静态加载时提高较多。三、火灾爆炸共同作用下钢柱的抗冲击性能。针对高温下发生爆炸的情况，分析钢柱的动力响应，发现极限抗冲击能力随温度升高和轴力增大而降低。当采用弹性支座模拟真实支座条件时，轴力随温度的变化，会对钢柱的抗冲击能力产生很大的影响。
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