截面温度不均匀受约束钢柱抗火性能试验研究与有限元分析

截面温度不均匀钢柱火灾下将发生热弯曲及扭转屈曲破坏，同时对热变形的约束导致钢柱内在升温阶段产生附加压力，在降温阶段出现附加拉力。分别考虑3种约束刚度比和3种截面温度分布形式，进行了9根受约束钢柱的抗火试验，量测了受约束钢柱达到最大轴力时的温度（屈曲温度）、轴力恢复至初始荷载对应的温度（临界温度）及破坏温度，研究其在火灾升温和降温阶段的受力性能、破坏特征。试验结果表明，截面温度不均匀导致钢柱在绕截面对称轴弯曲时同时发生扭转；约束刚度比越大，钢柱的屈曲温度越低，破坏温度与屈曲温度之差越大；截面温差越大，钢柱屈曲温度和破坏温度越高。同时对试验钢柱进行了有限元分析，分析结果与试验结果基本一致，验证了所建立的有限元分析模型的正确性。