钢管混凝土叠合柱耐火性能研究

为研究钢管混凝土叠合柱火灾下的温度特性和力学性能，进行了4个钢管混凝土叠合柱试件的耐火极限试验，分析了试件在试验中的温度场分布、耐火极限、轴向变形和失效模式；基于ABAQUS有限元分析软件建立钢管混凝土叠合柱温度场和火灾下力学性能分析模型，模型分析结果与试验结果符合较好；在此基础上，利用该模型对影响钢管混凝土叠合柱耐火性能的主要参数进行分析。研究结果表明：钢管外的混凝土显著延缓了热量向钢管及其内部核心混凝土的传递，核心钢管混凝土部分承载力损失较小；由于各部分材料之间的相互作用，延缓了核心混凝土的损伤，避免钢管的局部屈曲，也使得破坏时钢管混凝土叠合柱仍具有较好的整体性；轴压比、截面尺寸、截面核心面积比和长细比是影响钢管混凝土叠合柱耐火极限的主要因素；基于此类参数提出钢管混凝土叠合柱耐火极限的实用计算式，与有限元分析结果和试验结果均符合较好，可为实际工程中该类构件的抗火设计提供参考。