基于节点损伤的钢管混凝土平面框架火灾下破坏机理分析

摘要

本文以带钢筋混凝土楼板、采用外环板连接节点的三层三跨圆钢管混凝土（concrete filled steel tube,CFST）柱-钢梁平面框架为研究对象，从节点损伤角度对该类平面框架在火灾下的破坏机理展开研究。文中建立了足尺三层三跨CFST平面框架的耐火极限精细化有限元模型，并用相关试验数据验证了建模方法的准确性；基于底层受火危害大于高层受火危害、边柱受火危害大于中柱受火危害的原则，确定了12种典型的火灾工况，深入分析了不同火灾工况下CFST平面框架的破坏形式、温度变化、变形发展和内力变化。研究发现：不同火灾工况下，三层三跨CFST平面框架的破坏形式可归纳为与节点损伤相关的边柱节点、中柱节点及底层柱节点的破坏；最后，基于火灾下框架节点的弯矩-转角曲线识别出控制框架火灾下破坏的特征节点，并在此基础上定义了节点火灾损伤系数，最终量化了火灾下节点损伤程度与框架耐火极限之间的相互影响关系。

关键词

钢管混凝土 / 组合框架 / 外环板连接节点 / 火灾工况 / 节点损伤 / 耐火极限