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火灾作为发生次数最多的灾害,具有极强的毁灭性,造成的直接经济损失巨大。近年来,随着高层甚至超高层建筑物越来越普遍,火灾隐患相应增加,火灾规模也随之增大。结构抗火作为结构工程领域里的一个重要难题越来越引起人们的重视。框架柱抗火性能的研究是框架结构抗火研究的重点,在火灾作用下,一旦柱发生破坏,整个结构就会发生破坏,造成结构坍塌、倾覆等。目前有关框架柱抗火性能计算的软件主要针对单一受火条件下的特定构件形式,通用性不强,火灾工况和材料性能参数无法选择,不利于在工程实践中推广应用,因此需要创建一个具有灵活通用性的框架柱火灾行为计算软件。 本文在理论分析的基础上对建筑物结构框架柱火灾下的反应与耐火极限进行数值模拟,考虑不同受火情形和不同的构件形式,具体包括以下几部分: (1)对国内外有关钢材和混凝土的热工参数和力学性能的研究进行对比分析以确定合适的钢材和混凝土高温热工参数和应力-应变关系。 (2)利用有限差分法对不同升温条件、不同受火方式、不同截面形状的框架柱进行截面温度场分布的计算,并将计算结果与国内外其他研究者试验结果进行对比。 (3)运用Delphi和Fortran语言编制恒载升温情况下的框架柱的抗火性能理论分析程序,利用编制的程序对不同截面形式的钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱在不同升温条件、不同受火方式下的耐火极限和轴向变形-时间关系曲线进行计算,并将计算结果与试验结果进行对比。 (4)探究框架柱温度场和耐火极限的影响因素。