梁破坏模式下SRC柱-RC梁框架抗火性能研究

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组合结构具有刚度大、延性好、抗震和抗火性能优越、形式灵活等优点,近年来在超高层结构中得到广泛应用。目前对型钢混凝土柱(SRC柱)和钢筋混凝土梁(RC梁)单个构件在火灾下的抗火性能,国内外已经开展了一些相关的研究工作。然而高温下SRC柱—RC梁整体框架结构抗火性能研究还很少,尤其是对于火灾高温下SRC柱—RC梁框架结构中RC梁的悬链线效应还未见相关报导。因此,对SRC柱—RC梁整体框架结构抗火性能进行研究,对确保此类结构在火灾下的安全十分必要。本文对SRC柱—RC梁整体框架结构破坏过程、破坏机理、耐火极限、主要影响参数及悬链线效应进行了研究,主要工作和结论如下:(1)采用ABAQUS有限元分析软件建立了高温下SRC柱—RC梁架框架结构的温度场计算分析模型和热力耦合力学计算模型,利用已有的试验数据验证了模型的有效性和合理性。(2)分析了火灾高温下SRC柱—RC梁框架结构的温度场发展规律,以及梁破坏模式下框架的破坏过程、破坏形态、破坏机理。分析了梁破坏模式SRC柱—RC梁框架结构变形规律,分析高温下梁破坏模式SRC柱—RC梁框架结构混凝土、钢筋和型钢应力变化的规律。(3)对梁破坏模式下影响SRC柱—RC梁框架结构耐火极限的主要参数进行了分析,研究表明:火灾下梁荷载比、混凝土材料强度对框架抗火性能影响显著。随着梁的火灾荷载比的增长,框架的抗火性能有明显降低的趋势;在保持其他参数都维持不变的情况下,提高框架的混凝土抗压强度,会导致梁内力水平提升,耐火极限大幅下降。柱的荷载比、框架跨度、配筋率对梁破坏模式下SRC柱—RC梁框架抗火性能的影响较小。(4)通过在梁端添加线性弹簧,设置合适的框架抗侧刚度,模拟梁破坏模式下SRC柱—RC梁框架结构在火灾下出现悬链线效应的情况,分析了框架梁的悬链线效应、破坏机理和变形规律。分析了梁的火灾荷载比、柱的火灾荷载比、梁柱混凝土强度、梁的配筋率、框架跨度对梁破坏模式框架RC梁悬链线效应的影响。
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