型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗火性能綜述

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1、2014年第2期(總196期)安徽建筑型鋼雖一混凝土組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗火性能綜述LiteratureReviewofFireResistantBehaviorofSteel—ConcreteCompositeJoint王傳奇(孟菲斯大學(xué)土木工程系，美國(guó)孟菲斯38152)摘要：論述了節(jié)點(diǎn)抗火設(shè)計(jì)的必要性和重要性，在綜述了近年來(lái)國(guó)在研究的基礎(chǔ)上，英國(guó)、日本、澳大利亞、歐盟等國(guó)家或國(guó)內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)抗火研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上對(duì)組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗火研究進(jìn)行際組織都專門編制了鋼結(jié)構(gòu)和鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)了歸納總結(jié)，對(duì)未來(lái)型鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗火性能研究方向提規(guī)范，或在鋼結(jié)構(gòu)和

2、鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定了抗出了一些建議?；鹪O(shè)計(jì)內(nèi)容，鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)抗火從研究階段已步人工程實(shí)關(guān)鍵詞：組合結(jié)構(gòu)；節(jié)點(diǎn)；抗火；綜述用階段。中圖分類號(hào)：TU398~．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A國(guó)內(nèi)的抗火研究起步較晚，原冶金部建筑科學(xué)研究總院、文章編號(hào)：1007—7359(2014)02—0130一O3清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等從20世紀(jì)80年代中后期開(kāi)始進(jìn)行了混凝上的材性、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的受火性能及反應(yīng)研究。我國(guó)自20世0前言紀(jì)80年代末90年代初才開(kāi)始進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火研究，主要有中國(guó)建筑科學(xué)研究院和同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行了高溫鋼材特性、各類鋼構(gòu)節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位，研究其高溫力

3、學(xué)性能是研究件、高強(qiáng)螺栓連接節(jié)點(diǎn)、鋼框架結(jié)構(gòu)的抗火試驗(yàn)與理論研究。國(guó)框架乃至整體結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下力學(xué)性能的重要基礎(chǔ)。在火災(zāi)作用內(nèi)原哈爾濱建筑大學(xué)、福州大學(xué)90年代后期開(kāi)始研究鋼管混下，組合結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和剛度會(huì)隨著火災(zāi)溫度的升高而不斷凝土柱的抗火性能，同濟(jì)大學(xué)則于90年代末以后分別研究了降低，使得常溫下表現(xiàn)為剛接節(jié)點(diǎn)的承載能力和抗變形能力在鋼一混凝土組合板和組合梁㈣的抗火性能。結(jié)火災(zāi)下大大降低，因而火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)整體表現(xiàn)出一定的半剛性，然而，在結(jié)構(gòu)抗火工程應(yīng)用方面我國(guó)遠(yuǎn)不如國(guó)外該領(lǐng)域的構(gòu)從而使得結(jié)構(gòu)的變形性能以及內(nèi)力重分布的機(jī)制發(fā)生改變l_]】。先進(jìn)國(guó)家，我國(guó)至今沒(méi)

4、有結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)抗火設(shè)由此可見(jiàn)，進(jìn)行組合結(jié)構(gòu)梁一柱連接節(jié)點(diǎn)火災(zāi)下力學(xué)性能的研設(shè)計(jì)主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑計(jì)與究非常的必要，并且也是解決薄壁型鋼一混凝土結(jié)構(gòu)抗火的性設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中所采納的基于獨(dú)立構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)的方研能化設(shè)計(jì)問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)。法，這種方法不能反映真實(shí)火災(zāi)升溫、結(jié)構(gòu)整體性能和火災(zāi)下究荷載作用的大小對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火能力的影響，因此不能確保結(jié)應(yīng)用1國(guó)內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)抗火研究現(xiàn)狀構(gòu)抗火安全和結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。國(guó)際上從20世紀(jì)50年代開(kāi)始重視結(jié)構(gòu)抗火研究。波特蘭2鋼節(jié)點(diǎn)抗火研究現(xiàn)狀水泥協(xié)會(huì)、美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)、美國(guó)預(yù)應(yīng)

5、力混凝土協(xié)會(huì)、歐洲國(guó)際混凝土協(xié)會(huì)先后成立混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究小組，主要研究了混和鋼構(gòu)件相比，雖然鋼梁一柱節(jié)點(diǎn)抗火性能的研究近些年凝土的高溫材性、梁、柱和板的抗火性能與計(jì)算方法及框架的才被重視，研究歷史并不長(zhǎng)，但近年來(lái)通過(guò)試驗(yàn)和理論分析也火災(zāi)反應(yīng)。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能進(jìn)行研究大約始于1970年左已經(jīng)取得了一些成果。右。20世紀(jì)80年代以來(lái)國(guó)際范圍內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗火研究越來(lái)早在1976年法國(guó)的Kruppa進(jìn)行了鋼梁柱節(jié)點(diǎn)的火災(zāi)試越廣泛、深入，美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)、瑞典、澳大利亞、新西蘭驗(yàn)研究，隨后英國(guó)鋼鐵公司于1982年完成了類似的試驗(yàn)研究等國(guó)家在結(jié)構(gòu)鋼的高溫性質(zhì)、

6、鋼梁、鋼柱和鋼框架的抗火試驗(yàn)工作，研究的目的在于確定高強(qiáng)螺栓在火災(zāi)下的工作性能㈣。與理論研究方面取得了大量成果，編制了基于計(jì)算的鋼結(jié)構(gòu)抗1990年Lawson[“]進(jìn)行了8個(gè)十字形梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究，其火設(shè)計(jì)規(guī)范。特別在90年代初，英國(guó)BRE等在Cardington對(duì)一中包括剛性節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)以及鉸接點(diǎn)，所有鋼梁上翼緣都幢8層足尺鋼框架建筑做了6組火災(zāi)試驗(yàn)，得到了許多具有開(kāi)蓋有混凝土或混凝土板。試驗(yàn)采用IS0834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)意義的結(jié)果。認(rèn)識(shí)到獨(dú)立鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗火性能與結(jié)構(gòu)中結(jié)果表明，螺栓以及由其他連接起來(lái)的構(gòu)件在火災(zāi)下保持承載受約束的鋼構(gòu)件的抗火性

7、能有著顯著差別，多數(shù)情況下，結(jié)構(gòu)力的同時(shí)能經(jīng)受相當(dāng)?shù)淖冃?，同時(shí)證明了由于翼緣混凝土的存中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件有更好的抗火能力。20世紀(jì)80年代國(guó)際上開(kāi)在提高了試件的抗火能力。但由于Lawson的試件數(shù)量不足，無(wú)始研究鋼一混凝土組合構(gòu)件的抗火問(wèn)題，特別是加拿大國(guó)家防法得出完整的彎矩一轉(zhuǎn)角曲線。安火實(shí)驗(yàn)室對(duì)鋼管混凝土柱的抗火性能進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)與理1997年Leston—Jones[~21等和A1一Jabfit‘等先后進(jìn)行了由英徽論研究。國(guó)建筑科學(xué)研究院、謝菲爾德大學(xué)以及鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)合作完成的建兩批節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究。第一批試驗(yàn)的試件數(shù)量少，共進(jìn)行了5個(gè)筑收稿日期：2014—0

8、3—24高溫和一個(gè)常溫的試驗(yàn)，采用平齊式端板連接節(jié)點(diǎn)