1、鋼筋混凝土框架結構是應用十分廣泛的結構形式之一,但其抗火性能的研究還處于初級階段?？蚣芙Y構抗火性能的研究,對于保證火災中生命財產安全和結構安全具有重要意義。本文在理論分析和試驗研究的基礎上對鋼筋混凝土框架結構及其節(jié)點的抗火性能進行了系統(tǒng)的研究,主要包括以下幾個方面： (1)瞬態(tài)熱應變是混凝土結構火災中出現的一種主要變形,是混凝土在恒載升溫條件下出現的一種獨有的變形。本文在ABAQUS基礎上修改材料的熱膨脹系數方法和修改材料的彈性

2、系數方法,實現了瞬態(tài)熱應變的數值模擬,計算結果與試驗結果吻合較好。 (2)本文還利用大型火災實驗爐對鋼筋混凝土大比例尺框架節(jié)點進行了試驗研究。提出了框架節(jié)點在ISO834標準升溫作用下的溫度場分布規(guī)律、變形規(guī)律、破壞規(guī)律。在試驗的基礎上,本文利用ABAQUS對節(jié)點的溫度場進行了理論研究,數值模擬結果與試驗結果吻合較好。 (3)在使用ABAQUS梁單元的基礎上,開發(fā)適用于鋼筋混凝土框架結構及其節(jié)點火災高溫分析的方法和混凝土

3、塑性增量模型,通過輸入截面不同積分點的溫度-時間曲線描述受火鋼筋混凝土梁柱截面復雜的溫度場分布,編制用戶子程序實現了鋼筋混凝土框架結構和節(jié)點在火災高溫下的非線性分析。本文還利用了節(jié)點的梁單元計算模型,將所開發(fā)的材料模型應用于節(jié)點的力學分析,通過試驗,驗證了火災分析方法的正確性。 (4)高溫下框架梁柱截面的彎矩-曲率關系反映了截面的延性和承載力特性。本文利用兩種方法計算了截面高溫下的彎矩-曲率關系,研究了升溫時間、軸向壓力對受火截

4、面彎矩-曲率關系的影響規(guī)律。分析表明,軸向壓力增加使截面的延性降低,升溫時間的延長使截面的延性增加。 (5)在所開發(fā)的材料模型的基礎上對鋼筋混凝土框架結構進行了系統(tǒng)的非線性分析,提出了框架結構火災高溫下內力隨時間的變化規(guī)律、結構的變形規(guī)律、耐火極限的規(guī)律、結構耐火的極限狀態(tài)以及懸鏈線效應的機理。研究表明,單室火災下,升溫過程中各截面發(fā)生明顯的內力重分布,受火梁柱的熱膨脹是結構內力變化的主要原因,柱端彎矩的內力重分布程度大于梁端彎

5、矩。由于受周圍常溫區(qū)結構約束作用不同,結構耐火極限受火災作用位置的影響顯著：單室火災下,火災作用在邊跨和上層時的耐火極限比火災作用在中跨和下層時??；多室火災下結構的耐火極限進一步降低。單室火災作用下結構的極限狀態(tài)為受火梁出現塑性鉸后形成機構而破壞。多室火災下四面受火柱的失穩(wěn)是結構達到耐火極限的主要原因。本文對框架結構在不同火災工況條件下結構塑性鉸的出現位置和順序進行了研究,并系統(tǒng)的研究了結構的火災損傷規(guī)律。 (6)最后,本文還提