局部火灾引起的整体钢结构初始破坏机理与倒塌机制

为研究局部火灾引起整体钢结构的初始破坏机理与倒塌机制，对2个平面4跨3层钢框架结构的中柱进行抗火性能试验，通过试验得到受火梁、柱的温度场分布和位移反应的变化规律，通过测力支座得到受火中柱的轴力变化过程。结合有限元分析，研究中柱破坏引起结构倒塌的破坏机理，确定了中柱屈曲温度、中柱破坏温度和结构的破坏温度。研究结果表明：整体结构中受火中柱在高温下发生弱轴方向弯曲破坏，同时也在受保护节点下部钢柱发生局部屈曲破坏；整体结构的初始倒塌机制表现为中柱平面外失稳弯曲的初始破坏引起上部所有约束梁的破坏，局部构件的破坏并不说明整体结构的破坏；竖向荷载水平越大，中柱屈曲温度、破坏温度越低。