局部楼层火灾中钢管混凝土框架结构抗火性能分析

"局部楼层火灾下圆钢管混凝土框架结构抗火性能非线性有限元分析" 本文深入探讨了在局部楼层火灾环境下，圆钢管混凝土框架结构的抗火性能，采用非线性有限元理论进行数值仿真分析。研究由丁发兴和余志武共同完成，他们来自中南大学土木建筑学院。借助NACFSTLF有限元程序，作者对足尺圆钢管混凝土柱-钢筋混凝土T梁框架结构在火灾条件下的性能进行了细致的研究。 分析结果显示，当遭遇局部楼层火灾时，这类结构中最脆弱的部分是底层的钢管混凝土中柱，其承载力会因火势导致的性能下降而发生失稳破坏。同时，由于内力的重新分布，框架柱的抗火性能相对于两端固支单柱在相同初始荷载下表现出优势，但这并不排除在火灾情况下对钢管混凝土框架柱进行必要的防火处理的需求。 文中指出，尽管已有研究关注了钢筋混凝土框架、钢框架以及钢柱-组合楼板框架的抗火性能，但针对钢管混凝土结构，特别是框架结构的抗火性能试验和理论分析仍相对匮乏。现有的试验主要集中在特定约束条件下的钢管混凝土柱，而针对钢管混凝土框架结构的抗火性能研究则更为稀少。文献中的有限元分析方法未能充分考虑钢管与混凝土的组合效应。 文章采用作者自建的温度场分析理论和非线性有限元分析方法，以及编写的NACFSTLF有限元程序，对一个3跨6层（跨度9米，层高4.5米）的实例框架结构进行抗火性能分析。通过模拟ISO-834标准升温曲线，文章揭示了结构在火灾下的性能规律，包括关键节点位移、关键截面内力的变化，以及确定火灾下结构的最不利位置和破坏模式。此外，还对比了钢管混凝土框架柱与两端固支单柱在相同荷载下的抗火性能差异。 这篇论文提供了对于局部楼层火灾下圆钢管混凝土框架结构抗火性能的重要洞见，强调了结构设计中考虑火灾场景的重要性，并为相关领域的研究和工程实践提供了有价值的参考。