【摘 要】
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国家大力发展低能耗建筑,冷弯薄壁型钢房屋由于自重轻、施工方便、环保节能的特点,在建筑中得到了越来越多的应用。但其抗火性能较弱是目前制约其发展的一大原因,针对目前低层冷弯薄壁型钢房屋抗火性能较弱的特点,本文提出了一种增强约束轻型钢-混凝土组合柱,旨在提高冷弯薄壁墙体系统中的龙骨柱的抗火性能。由于其是一种新型组合柱,当前的规范不能进行设计。为了更全面地认识增强约束轻型钢-混凝土组合柱的工作机制以及抗火
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国家大力发展低能耗建筑,冷弯薄壁型钢房屋由于自重轻、施工方便、环保节能的特点,在建筑中得到了越来越多的应用。但其抗火性能较弱是目前制约其发展的一大原因,针对目前低层冷弯薄壁型钢房屋抗火性能较弱的特点,本文提出了一种增强约束轻型钢-混凝土组合柱,旨在提高冷弯薄壁墙体系统中的龙骨柱的抗火性能。由于其是一种新型组合柱,当前的规范不能进行设计。为了更全面地认识增强约束轻型钢-混凝土组合柱的工作机制以及抗火性能,为此类构件的工程应用提供参考,本文做了以下工作:（1）进行了4个常温下增强约束轻型钢-混凝土组合短柱轴压试验,获得了各试件的轴向变形、侧向变形及破坏模式。分析了铆接形式及增强约束对该构件受力性能的影响规律,发现铆接形式影响不大,而增强约束可有效提高其极限承载力和延性。采用ABAQUS建立分析模型,模拟结果与试验结果吻合良好。进而建立了相应的中长柱模型,得到其常温下的极限承载力。（2）进行了4个增强约束轻型钢-混凝土组合中长柱在轴心受压工况下的恒载升温试验,得到了试件的轴向位移、侧向位移、测点温度、耐火极限及破坏模式;研究了荷载比、增强约束及防火保护层对增强约束轻型钢-混凝土组合中长柱耐火极限的影响规律,发现减小荷载比和设置增强约束可有效提高该构件的耐火极限。（3）采用ABAQUS建立增强约束轻型钢-混凝土组合中长柱温度场模型及热力耦合模型,并与试验结果进行对比,验证了模型的有效性;进行了参数分析,发现该类试件耐火极限受荷载比影响最大,构件耐火极限随着截面尺寸增大而提高,随着铆钉间距增大而降低;对于铆钉间距,取为100mm以下是较为合适的。运用数据拟合的方法提出了增强约束轻型钢-混凝土组合中长柱关于截面尺寸和荷载比的耐火极限计算公式,公式计算结果与试验及有限元模拟结果吻合良好。
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