火灾后型钢混凝土柱抗震性能试验及参数分析_王广勇

引言混凝土作为传统的建筑材料，它具有很多的优势，比如抗压强度大、耐高温、耐腐蚀、制备简单方便，当然也同样具有很多明显的劣势，比如抗拉强度差，过于笨重等。

钢管混凝土柱是混凝土与钢材的一种组合方式，两种材料取长补短，充分发挥了混凝土抗压性能和钢材的抗拉性能，达到优化组合的作用效果。

钢管混凝土结构由于具有承载力高、塑性韧性好、施工速度快、综合效益好等工程特点，因而在高层、超高层建筑中的应用越来越普遍。

然而，在火灾作用下材料的力学性能有相当大的下降，承载力也随之下降。

1.试验概况1.1试件设计火灾试验的试件共有2个钢管混凝土柱Z1、Z2。

采用C40商品混凝土，PO42.5R水泥，粒径10mm～20mm的硅质粗骨料，中砂，掺加XTR-B外加剂，试验时混凝土立方体抗压强度为38MPa；钢管外径为219mm，壁厚4mm的钢管，钢材屈服强度为280MPa，极限强度390MPa。

在试件两端的各留４个直径20mm左右的排气孔，用于受火后混凝土内部的水汽排出。

1.2试验装置及试验方法室内火灾的发展一般可分为火灾的初期增长、充分发展和衰减熄灭三个阶段。

火灾充分发展阶段升温速率快、温度高，对结构破坏严重。

为了近似模拟快速升温阶段，采用燃油火灾试验炉通过喷嘴将轻柴油雾化，点燃后在炉体内产生高温。

炉内升温由直径为3mm的N型热电偶测量。

火灾试验中试件由油压千斤顶施加1600KN轴向压力，并通过高压油泵来控制和调整施加荷载的大小。

试件上端部伸出炉盖，防止高温使千斤顶失效。

试件下端部用砂子进行维护，防止支座温度过高，因此试件的实际受火高度约为2800mm左右。

试件轴向变形由量程为±200mm的2个差动式位移传感器测量，位移传感器放置在柱顶千斤顶的四周。

试件表面和核心混凝土内部的温度由直径为0.5mm 的Ｋ型热电偶测量。

位移计和热电偶测得的数据均由HP数据采集仪自动采集并存储。

2.高温条件下混凝土的热运动混凝土在加热过程中的形变受以下四种条件的影响,即:热应变，瞬时压力相关应变,瞬变应变和蠕变应变。

混凝土柱抗震性能分析及改进措施研究一、背景介绍混凝土柱是建筑结构中承受纵向荷载的主要构件之一，其抗震性能对建筑的安全性具有重要影响。

随着地震灾害的频繁发生，混凝土柱的抗震性能成为了建筑结构工程师研究的重点之一。

本文旨在分析混凝土柱的抗震性能及其改进措施。

二、混凝土柱抗震性能分析1. 混凝土柱的荷载承受能力混凝土柱在受到纵向荷载作用时，其荷载承受能力受到柱截面积、混凝土强度、受压钢筋配筋等因素的影响。

在设计混凝土柱时，需要根据建筑物的使用要求和地震烈度等级等因素确定柱截面积、混凝土强度等参数。

2. 混凝土柱的抗震性能评估混凝土柱在受到地震作用时，其抗震性能受到柱的刚度、耗能能力等因素的影响。

常用的评估方法包括荷载-位移曲线分析、刚度退化分析、能量耗散分析等。

3. 混凝土柱的破坏机理混凝土柱在受到地震作用时，可能会出现弯曲破坏、剪切破坏、轴心压缩破坏等多种破坏形式。

其中，轴心压缩破坏是混凝土柱最常见的破坏形式。

4. 混凝土柱的抗震设计要点混凝土柱的抗震设计要点包括确定荷载和荷载组合、确定柱截面尺寸和配筋、确定混凝土的强度等参数。

其中，钢筋的配筋设计是影响混凝土柱抗震性能的关键因素之一。

三、混凝土柱抗震性能改进措施1. 增加混凝土柱的刚度增加混凝土柱的刚度可以提高其抗震性能。

可以采用增加柱截面积、增加受压钢筋配筋等方式来增加混凝土柱的刚度。

2. 提高混凝土柱的耗能能力提高混凝土柱的耗能能力可以增加其在地震作用下的变形能力，降低其破坏风险。

可以采用增加受拉钢筋配筋、加强节点连接等方式来提高混凝土柱的耗能能力。

3. 采用新型结构材料采用新型结构材料，如高性能混凝土、高强度钢筋等，可以提高混凝土柱的抗震性能。

这些新型结构材料具有更高的强度和更好的耐久性。

4. 优化混凝土柱的结构设计优化混凝土柱的结构设计可以进一步提高其抗震性能。

可以采用增加构件数量、减少单个构件的长度等方式来优化混凝土柱的结构设计。

四、结论混凝土柱是建筑结构中非常重要的构件之一，其抗震性能对建筑的安全性具有重要影响。

第4章火灾全过程后钢管混凝土柱滞回性能 24.1引言 (2)4.2试验概况 (2)4.3.1 试件设计与制作 (2)4.3.2 材料的力学特性 (3)4.3.3 试验装置和试验方法 (4)4.3.4 试验量测内容和量测方法 (8)4.3试验现象、试验结果与分析 (9)4.3.1 试验现象 (9)4.3.2 火灾全过程中钢管混凝土柱轴向变形 (9)4.3.3 P-∆滞回曲线 (10)4.3.4 P-∆滞回曲线关系骨架线 (10)4.3.5 火灾后构件的承载力 (10)4.3.6 荷载退化曲线 (11)4.3.7 刚度退化曲线 (12)4.3.8 延性 (13)4.3.9 耗能能力 (13)4.3.10 荷载－应变滞回曲线 (14)4.3.11 弯矩（M）-曲率(φ)滞回曲线 (15)4.4结论 (17)第4章 火灾作用全过程后钢管混凝土柱滞回性能试验研究4.1 引言国内外对钢管混凝土火灾后滞回性能的研究还较少。

林小康（2006）进行了9个圆形和9个方形钢管混凝土柱高温后的滞回性能试验研究，但其研究存在不足：钢管混凝土柱在火灾作用(包括升温和降温)的过程中，始终处于自由状态，构件没有受荷载作用且没有边界约束条件，这显然与建筑物发生火灾时多处于使用状态或施工状态下承受着一定的荷载和约束这一基本前提不符，因此其研究不能反映实际结构在遭受火灾后产生的残余应力和残余应变对结构力学性能的影响。

基于这一点，本文进行了有初始应力的钢管混凝土火灾全过程后滞回性能的试验研究。

本试验研究的目的：(1) 了解火灾全过程后钢管混凝土柱滞回破坏形态；(2) 了解不同的温度－力作用路径对火灾后钢管混凝土柱滞回性能的影响； (3) 考查不同的火灾荷载比对火灾全过程后钢管混凝土柱滞回性能的影响； (4) 为火灾全过后钢管混凝土柱抗震理论分析提供试验数据，验证理论分析的准确性。

4.2 试验概况4.2.1 试件设计与制作对经历火灾全过程后的6个圆钢管混凝土柱滞回性能进行了试验，表4.1列出了试件的详细资料。

钢结构混凝土柱抗震性能试验研究一、研究背景随着现代建筑业的发展，钢结构混凝土柱成为了一种常见的结构形式。

在地震发生时，建筑物的抗震性能直接关系到人们的生命财产安全。

因此，研究钢结构混凝土柱的抗震性能具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、研究目的本研究旨在通过试验研究钢结构混凝土柱的抗震性能，探讨其受力性能和破坏机理，为钢结构混凝土柱的设计和应用提供理论依据和技术支持。

三、研究内容1.试验对象本研究选取了4根钢结构混凝土柱作为试验对象，其中包括2根普通钢结构混凝土柱和2根加筋钢结构混凝土柱。

2.试验方案试验采用静力加载的方式进行。

在试验中，分别对试验对象进行纵向压力和水平力的加载，记录试验过程中的变形和破坏情况，分析试验结果。

3.试验结果分析对试验结果进行分析，重点关注试验对象的受力性能和破坏机理，探讨钢结构混凝土柱的抗震性能。

四、试验方法1.试验设备本研究采用了万能试验机、位移传感器、应变传感器等试验设备，用于测量试验对象的受力变形和应力变化。

2.试验流程(1)试验前准备：对试验设备进行检查、校准，准备试验对象。

(2)试验过程：采用静力加载的方式对试验对象进行纵向压力和水平力的加载，记录试验过程中的变形和破坏情况。

(3)试验后处理：对试验结果进行分析，得出结论。

五、试验结果1.试验对象的受力性能通过试验，得出试验对象的载荷-位移曲线，分析试验对象的受力性能。

结果表明，在纵向压力作用下，普通钢结构混凝土柱的承载能力较弱，易发生侧向位移破坏，而加筋钢结构混凝土柱在承载能力和抗震性能方面都表现出较好的性能。

2.试验对象的破坏机理通过试验，观察试验对象的破坏模式和破坏部位，分析试验对象的破坏机理。

结果发现，在纵向压力和水平力的复合作用下，普通钢结构混凝土柱易发生扭曲破坏和侧向位移破坏，而加筋钢结构混凝土柱的破坏模式以轴心压力破坏为主。

六、结论通过试验研究，得出以下结论：1.钢结构混凝土柱的抗震性能受到结构形式和加筋方式的影响。

火灾后方钢管约束加固钢筋混凝土柱力学性能数值模拟摘要：对外包钢管约束加固火灾后钢筋混凝土柱力学性能进行了数值模拟，分别建立了受火钢筋混凝土构件的温度场分析模型及加固后构件的三维单元力学分析模型。

使用ABAQUS有限元软件对外包钢管约束加固火灾后钢筋混凝土柱采用顺序耦合热-应力。

分析结果表明：加固后钢筋混凝土柱的承载力和刚度都会明显提高，组合柱力学性能将得到大大改善。

分析结果可为有关工程应用提供参考。

关键词：钢筋混凝土；火灾后；外包钢管；数值模拟Abstract: This paper discusses some issues on square RC column damaged after fire strengthened square steel tubular. A 3-D finite element model was established by ABAQUS. The temperature field and lateral load versus displacement curve were calculated by FEM. It was shown that the strength and rigidity of RC column after exposure to fire is to reduce, and the strengthened reinforced column can be greatly improved in bending capacity and rigidity. The results can be referred to for engineering application.Keywords: reinforced concrete column; post-fire; wrapped steel tube; numerical simulation0 前言火灾日益频发，对人民生命财产损失安全影响越来越大，火灾已成为严重威胁社会安全的问题[1]。

火灾后型钢混凝土平面框架抗震性能有限元分析谢福娣;武志鑫;刘栋栋【摘要】建筑火灾的频繁发生给人们的生命及财产安全带来的危害越来越大,建筑结构抗火性能研究已成为建筑结构安全分析领域的一个重要课题.针对火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁-钢筋混凝土楼板单层单跨组合平面框架的抗震性能进行了研究,运用有限元分析软件ABAQUS建立了模型,考虑受火时间、柱轴压比和梁跨中荷载等因素对其的影响,研究了火灾后型钢混凝土框架的滞回曲线和骨架曲线,并在此基础上分析了各参数对火灾后型钢混凝土框架延性和耗能方面的影响.通过分析可知在相同轴压比和相同梁跨中荷载的情况下,受火时间越短滞回曲线越丰满,亦即抗震性能越好；在相同受火时间的情况下,轴压比越小滞回曲线越丰满；而梁跨中荷载大小变化对滞回曲线影响较小.且在最不利的情况下,延性系数为3.53,等效粘滞阻尼系数为0.24,说明型钢混凝土框架结构具有的良好的延性和抗震性能.【期刊名称】《北京建筑工程学院学报》【年(卷),期】2013(029)003【总页数】6页(P35-39,52)【关键词】火灾后;型钢混凝土;组合框架;有限元分析;抗震性能;参数分析【作者】谢福娣;武志鑫;刘栋栋【作者单位】北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044;北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044;北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TU398;TU311.31 研究背景和意义我国城市化进程不断加快，高层建筑日益增多.火灾成为了除地震以外最为主要的建筑灾害［1］，极大地威胁着人们的生命和财产安全.建筑结构抗火性能研究已成为建筑结构安全分析领域的一个重要课题［2］.型钢混凝土承载力高，刚度大，抗震性能好，在工程中得到越来越多的应用，深入研究其高温性能对进行合理的抗火设计具有重要的意义.国内外学者对型钢混凝土构件进行了一系列的研究.Eurocode 4［3］和 ECCS［4］给出了型钢混凝土柱耐火极限设计曲线，适用于截面边长小于等于1m，有效长度小于等于5m，最大偏心距5mm，受火时间不超过120min的情况.Eurocode 4［3］还规定了型钢混凝土柱达到耐火极限时型钢和混凝土尺寸的最小限值.Huang等［5］通过试验研究了内含工字钢的型钢混凝土柱在不同轴向约束下的耐火性能，发现约束的存在增加了柱的轴力，降低了耐火极限，混凝土的爆裂也使柱的耐火极限降低.韩林海和郑永乾［6］建立了型钢混凝土耐火极限理论计算模型，并在大规模参数分析结果的基础上提出该类构件耐火极限的实用计算方法.钱在兹等［7］、吴波［8］25－30进行了火灾后混凝土单轴受压应力应变关系的试验研究，各自提出了火灾后混凝土单调受压应力应变关系模型.曹文衔［9］、吴波［8］25－30研究了火灾后钢筋和钢材应力应变曲线和屈服强度.毛小勇等［10］对型钢混凝土柱抗火性能的全过程进行了分析比较，考虑了升温时间、荷载比等参数对型钢混凝土柱残余变形的影响.本文对火灾后型钢混凝土柱－型钢混凝土梁－钢筋混凝土楼板单层单跨组合平面框架的抗震性能进行了研究，为型钢混凝土结构火灾后修复加固工作提供一种可靠的分析方法，为型钢混凝土结构抗火设计提供了参考.2 温度场的建立2.1 材料的热工参数选择了Lie和Denham［11］建议的钙质混凝土热工参数表达式，并考虑了水蒸汽对混凝土热工参数的影响.2.2 单元选取与网格划分型钢、混凝土模型均采用八节点三维实体热分析单元DC3D8，钢筋采用三维桁架单元DC1D2.网格划分采用映射网格划分.2.3 界面处理热分析中，由于构件间滑移很小，对温度影响不大，所以暂不考虑构件间的相对滑移.因此，混凝土楼板、型钢混凝土梁与型钢混凝土柱之间的连接全都用绑定(Tie)约束.并假定型钢和混凝土完全接触，不考虑相对滑移，用绑定(Tie)约束将型钢内表面和混凝土的外表面束缚在一起.2.4 加载与求解在荷载(Load)中，设定初始温度(10℃)于构件各个节点，按照已有试验所记录的实际升降温曲线进行加载.受火面的对流传热系数取25 W/m2·K、热辐射系数取0.5;不受火面的对流系数取4 W/m2·K、热辐射系数取0.5;其余侧面为绝缘边界条件.在模型属性中设置 Stefan-Boltzmann常数(5.67×10－8 W/m2·K4)和绝对零度(－273℃).3 有限元模型的建立3.1 型钢混凝土平面框架类型标准模型由既有试验方案确定，型钢混凝土柱采用方形柱;混凝土楼板厚60 mm，宽度600 mm;轴压比取0.5，即单柱轴向荷载为150 t，梁跨中荷载取30 t;受火时间及温度曲线按照试验数据给出，约为120 min.框架模型如图1所示.型钢混凝土柱与型钢混凝土梁的基本信息如表1和表2.表1 型钢混凝土柱基本尺寸柱尺寸B×h/mm×mm 含钢率a 钢材钢材尺寸混凝土柱高H/m 230×230 0.055 Q345H130×110×6×16 C40 1.4表2 型钢混凝土梁基本尺寸梁尺寸B×h/mm×mm 含钢率a 钢材钢材尺寸混凝土梁净跨L/m 150×230 0.023 Q345 H130×50×6×14 C40 2.32图1 框架试件模型简图及加载示意图(单位:mm)3.2 材料的本构造关系模型本文中选用韩林海［12］提出的高温后型钢的应力应变曲线，结果如下:式中:选用吴波等［13］提出的高温后混凝土应力－应变关系曲线，结果如下:式中:x= ε/ε0，Tm;y= σ/σ0，Tm3.3 单元类型与网格划分力学模型中的单元类型同温度场模型保持一致，即型钢、混凝土单元均采用实体单元C3D8R，钢筋采用三维桁架单元T3D2.网格划分与温度场计算模型保持一致.3.4 边界条件及加载方式为保证均匀加载，在有限元计算模型加载端设置刚度很大的垫块以模拟加载板，采用三维实体单元C3D8R进行模拟，其弹性模量取为1×1012 MPa，泊松比取为0.000 10.钢筋混凝土底梁采用嵌固边界，而型钢混凝土框架有底梁限制了其轴向位移，因此其边界条件只需约束轴向位移.具体加载步骤如下:1)在框架的两个柱顶同时同步施加轴向荷载;2)保持轴向荷载一致，施加跨中荷载;3)依托子程序，将温度场模拟的最高温度场计算结果以预定义场的形式进行输入;4)加载水平往复力，以位移形式加载.4 滞回曲线分析4.1 滞回曲线影响参数分析选取受火时间t、柱轴压力P、梁跨中荷载N三项参数对型钢混凝土框架的力学性能进行对比分析.在对比分析过程中，每次只改变其中的一个参数而保持其它参数不变，并依据试验常用参数范围进行.4.1.1 框架过火时间在受火时间不同的情况下，框架模型的滞回曲线和骨架曲线的对比如图2所示.由图中可以看出，有限元模拟滞回曲线较为丰满，过火后的型钢混凝土框架抗侧刚度受过火时间影响较为显著，随受火时间的增加，刚度退化越严重.但整体说来，过火时间对于滞回曲线中的初始弹性阶段及其整体下降形状影响不大.荷载－位移骨架曲线是由滞回曲线的峰值点连接而成，可较为直观地反映结构在水平荷载作用下的主要特征，包括开裂、屈服、最大荷载以及延性等.由图可知，骨架曲线数值模拟结果较为理想.试件的骨架曲线均呈“S”型，说明有限元模拟结果可以反映型钢混凝土框架经历的弹性、弹塑性和塑性破坏三个阶段.图2 不同受火时间的滞回曲线和骨架曲线对比4.1.2 柱轴压比轴压比不同的情况下，受水平荷载作用的型钢混凝土框架的滞回曲线和骨架曲线对比如图3所示.由图中可以看出，过火后的型钢混凝土框架滞回曲线受轴压比的影响较为显著，受火时间一定的情况下，随轴压比增大，其刚度退化越严重.当轴压比达到一定数值时，曲线会出现下降段，且随轴压比的增大下降幅度增大，位移延性逐渐减小.另外，轴压比较小时，对滞回曲线在弹性阶段的刚度基本没有影响.骨架曲线数值模拟结果较为理想，试件的骨架曲线均呈“S”型，但可以看出在高轴压比的情况下，估计曲线会出现突降的部分，造成位移的突然增大.图3 不同轴压比的滞回曲线和骨架曲线对比4.1.3 梁跨中荷载由图4中可以看出，过火后的型钢混凝土框架受梁荷载比的影响较小，详细对比数据可以得出在受火时间且轴压比一定的情况下，随梁荷载比的增大，其刚度略有退化.骨架曲线数值模拟结果较为理想，试件的骨架曲线均呈“S”型，但可以看出其受梁荷载比的影响较小，在受火时间且轴压比一定的情况下，随梁荷载比的增大，其刚度略有退化.图4 不同梁荷载的滞回曲线和骨架曲线对比4.2 变形性能与延性分析［14－15］延性是指结构、构件、材料在初始强度没有明显下降的情况下的非弹性变形或反复弹塑性变形的能力.通过骨架曲线可以明显看出，型钢混凝土柱的骨架曲线在达到最大荷载后，下降段相对较长.构件的延性反映出其在承载力并未显著下降的情况下所能够承受变形的能力.延性系数是用来衡量构件延性大小的主要指标.延性系数的定义公式为u=Δu/Δy，其中Δy为屈服位移，Δu为极限位移，取反力降至峰值荷载的85%时所对应的位移.取试件在加载时纵筋出现屈服时的位移为屈服位移.结果如表3所示.表3 延性系数受火时间延性系数轴压比延性系数跨中荷载比延性系数3.64 0.23.78 0.2 3.53 0.5t 3.54 0.5 3.53 0.5 3.53 0 t 3.53 0.8 3.33 0.8 3.534.3 耗能性能分析［16］在同样的条件下，滞回曲线越丰满，构件的耗能性能越好.通常采用构件的等效阻尼系数he来对构件的耗能能力进行定量分析，其值可按图5中曲线ABC所包围的面积和三角形AOD的面积进行计算.计算结果如表4所示.图5 滞回环与能量耗散示意图表4 等效阻尼系数轴压比0.8项目受火时间0梁荷载比0.8 he 0.301 0.2870.273 0.300 0.273 0.246 0.273 0.27受火时间0.5t受火时间t轴压比0.2轴压比0.5梁荷载比0.2梁荷载比0.5 3 0.274等效粘滞阻尼系数he在0.24～0.30左右.钢筋混凝土框架的等效粘滞阻尼系数一般为0.1左右.可见，型钢混凝土不仅有更高的强度抵抗地震荷载的作用，而且在高轴压比的状态下经历长时间火灾影响，型钢混凝土框架的耗散能量的能力是普通钢筋混凝土框架的2倍左右.5 结论与展望1)在相同轴压比和相同梁跨中荷载的情况下，受火时间越短曲线越丰满;相同受火时间下，轴压比越小曲线越丰满;对梁跨中荷载大小不敏感，受影响较小.2)从骨架曲线可以明显看出，在达到最大荷载后，型钢混凝土柱的骨架曲线的下降段较长，相同轴压比和相同梁跨中荷载情况下，受火时间越短下降越平缓，延性越好;相同受火时间下，轴压比越小下降越平缓，延性越好;对梁跨中荷载大小变化不敏感，受影响较小.3)构件延性的大小可以用延性系数来衡量，在最不利的情况下，延性系数仍为3.5左右，说明型钢混凝土框架结构具有的良好的延性.4)在最不利的情况下，等效粘滞阻尼系数为0.24，而其余情况下高达0.27～0.3，钢筋混凝土结构其等效粘滞阻尼系数一般为0.1左右.可见，型钢混凝土框架结构不仅有更高的强度抵抗地震荷载的作用，而且在高轴压比情况下，型钢混凝土框架火灾后的耗散能量的能力是钢筋混凝土2倍左右.因此采用型钢混凝土结构是提高抗震能力，保证人民生命和财产安全的有效措施.参考文献:［1］江见鲸，徐志胜.防灾减灾工程学［M］.北京:机械工业出版社，2005:8－12 ［2］陈家强.高层建筑火灾与应对措施［J］.消防科学与技术，2007，6(2):109－113［3］Eurocode4.2005.BSEN1994-1-2:Design of composite steel and concrete structures-Part1-2:General rules-Structure design［S］［4］ECCS-Technical Committee 3.1988.Fire safety of steel structures，technical note，calculation of the fire resistance of centrally loaded composite steel-concrete columns exposed to the standard fire［S］［5］Huang ZF，Tan KH，Phng GH.Axial restraint effects on the fire resistance of composite columns encasing I-section steel［J］.Journal of Constructional Steel 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火灾后型钢混凝土柱抗震性能及其加固修复研究之研究现状摘要:从火灾后钢材及混凝土力学性能、型钢混凝土的抗震性能、火灾后的型钢混凝土柱加固修复 3 个方面进行了论述,介绍了目前国内外关于火灾后型钢混凝土结构抗震及加固修复研究的主要进展及成果。

关键词:火灾后,型钢混凝土柱,抗震性能加固修复随着型钢混凝土 <SRC结构在多、高层建筑和工业厂房中的应用日益增多，其遭受长期高温作用或突发火灾事故的可能性也不断增加。

高温作用不仅使组成 SRC 柱的钢材和混凝土材料的性能发生劣化，而且还会在结构内部形成不均匀温度场，引起温度应力，导致结构损伤、承载力下降，甚至造成严重事故。

而目前国内对于型钢混凝土的抗震性能的研究主要集中在对于剪跨比很小的短柱抗震性能研究和高强混凝土的短柱以及压弯起控制作用的型钢混凝土长柱的研究，对于火灾后的型钢混凝土的柱抗震性能及其加固修复研究目前还未见报道，所以对于火灾后的型钢混凝土柱的抗震性能及其加固修复是十分必要和迫切的。

1标准火灾后钢骨混凝土柱的力学性能郑永乾、韩林海（2006年> 确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数与力—热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,并分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限及火灾下构件承载力的影响规律,提出钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。

蒋东红、李国强等（2005年> 提出了在标准火灾升温作用下钢骨混凝土轴压柱极限承载力与变形的计算方法,并通过实验对计算方法进行了验证。

在此基础上,对混凝土强度、钢骨强度、钢骨含钢率、截面寸和受火时间等承载力影响参数进行了计算分析,并分别给出了拟合计算式。

韩林海杨华霍静思杨有福 <2002年）通过对 6 个矩形截面钢管混凝土柱按 ISO-834 标准升温曲线升温作用后的实验研究火灾作用后矩形钢管混凝土柱的力学性能和剩余承载力结果表明在本次实验参数范围内火灾后裸钢管混凝土柱的承载力损失严重在确定了钢材和混凝土在高温作用后应力~应变关系模型的基础上计算了火灾作用后矩形钢管混凝土压弯构件荷载~变形关系曲线理论计算结果得到实验结果的验证在分析了各参数如火灾持续时间构件截面含钢率钢材种类混凝土强度等级荷载偏心率构件长细比截面高宽比和构件截面尺寸等影响的基础上提出火灾作用后矩形钢管混凝土柱承载力实用计算方法。

收稿日期:20221230基金项目:国家自然科学基金资助项目(52078306);辽宁省教育厅基本科研项目(青年项目)(L J K Q Z 2021165);沈阳市科学技术计划(21-108-9-21)㊂作者简介:王晓初(1967),男,辽宁沈阳人,教授,博士;刘 晓(1974),女,辽宁沈阳人,教授,博士㊂第36卷第1期2024年 2月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )V o l .36,N o .1F e b.2024文章编号:2095-5456(2024)01-0061-08火灾后高强钢管混凝土柱轴压的参数化分析王晓初,杨玉琪,刘 晓,回彦川,崔洧瑄,袁立灏,朱 俊,侯东序(沈阳大学建筑工程学院,辽宁沈阳 110044)摘 要:为研究不同参数对火灾后高强钢管混凝土柱受轴压时的性能影响,利用A B A Q U S 有限元软件模拟火灾后高强钢管混凝土柱轴压模型,对该构件以钢管屈服强度㊁受火时间㊁混凝土强度为主要参数进行承载力位移曲线分析,并剖析火灾后高强钢管混凝土柱典型曲线㊂结果表明:随着钢管屈服强度和混凝土强度增大,构件极限承载力增大;随着受火时间增加构件极限承载力出现下降趋势;从整体上看,受火时间分别为60㊁90㊁120m i n 时,构件中的混凝土承担主要载荷㊂关 键 词:高强钢管混凝土;火灾后;参数化分析;轴压;极限承载力中图分类号:T U 398 文献标志码:AP a r a m e t r i c A n a l y s i s o f H i g h -S t r e n gt h C o n c r e t e F i l l e d S t e e l T u b u l a rC o l u m n sU n d e rA x i a l C o m pr e s s i o nA f t e rF i r e WA N G X i a o c h u ,Y A N G Y u q i ,L I U X i a o ,HU IY a n c h u a n ,C U I W e i x u a n ,Y U A N L i h a o ,Z HUJ u n ,H O UD o n gx u (S c h o o l o fA r c h i t e c t u r a l a n dC i v i l E n g i n e e r i n g ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110044,C h i n a )A b s t r a c t :T o s t u d y t h ee f f e c t so fd i f f e r e n t p a r a m e t e r so nt h e p e r f o r m a n c eo fh i g h -s t r e n g t h s t e e l t u b ec o n c r e t ec o l u m n su n d e ra x i a l c o m p r e s s i o na f t e raf i r e ,A B A Q U Sf i n i t ee l e m e n t s o f t w a r ew a su s e dt os i m u l a t et h ea x i a lc o m p r e s s i o n m o d e lo fh i g h -s t r e n g t h s t e e lt u b e c o n c r e t e c o l u m n s a f t e r f i r e .T h eb e a r i n g c a p a c i t y -d i s p l a c e m e n t c u r v eo f t h e c o m p o n e n tw a s a n a l y z e d w i t ht h e m a i n p a r a m e t e r so fs t e e l p i p e y i e l ds t r e n g t h ,f i r et i m ea n dc o n c r e t e s t r e n g t h ,a n dt h e t y p i c a l c u r v eo fh i g h -s t r e n g t hc o n c r e t e -f i l l e ds t e e l t u b ec o l u m na f t e r f i r e w a s a n a l y z e d .T h er e s u l t ss h o w e dt h a tw i t ht h e i n c r e a s eo f t h e y i e l ds t r e n gt ho f t h es t e e l p i p ea n dt h es t r e n g t h o ft h ec o n c r e t e ,t h e u l t i m a t e b e a r i n g c a p a c i t y o ft h ec o m po n e n t i n c r e a s e d ,a n d t h e u l t i m a t e b e a r i n g c a p a c i t y o f t h e c o m po n e n t d e c r e a s e dw i t h t h e i n c r e a s e o f t h e f i r e t i m e ,a n do n t h ew h o l e ,t h e c o n c r e t e i n t h e c o m p o n e n t b o r e t h em a i n l o a dw h e n t h e f i r e t i m ew a s 60,90a n d 120m i n ,r e s p e c t i v e l y .K e y w o r d s :h i g hs t r e n g t hc o n c r e t ef i l l e ds t e e lt u b e ;a f t e rf i r e ;p a r a m e t r i ca n a l y s i s ;a x i a l c o m p r e s s i o n ;u l t i m a t e l o a d -b e a r i n gc a p a c i t y 高强钢管混凝土柱是在高强钢管(钢材屈服强度大于460M P a)中填入高强混凝土(混凝土强度等级为C 60及以上)形成的组合构件㊂对组合柱施加轴向压力时,钢管对混凝土起约束作用,延缓混凝土的纵向开裂,从而提高混凝土的抗压强度,同时由于混凝土的作用可延缓钢管出现局部屈曲㊂高强钢管混凝土柱在高层及超高层建筑中使用可以减轻结构自重,增强耐火性能,经历火灾后的高强钢管混凝土柱依然具有比较好的承载力㊂目前,已有学者对高强钢管混凝土进行了研究:韩林海[1]通过研究矩形钢管混凝土柱在火灾后的力学性能和剩余承载力,确定了构件在高温作用后的应力应变模型,同时简化了火灾后圆钢管和方钢管混凝土构件承载力的计算方法;刘晓等[2]利用有限元建立高强C F D S T 柱的计算模型,剖析了不同受火时间㊁外钢管屈服强度和混凝土抗压强度等因素对火灾后高强C F D S T 柱受轴压时的影响规律,结果表明外钢管屈服强度对火灾后高强C F D S T 柱的极限承载力影响较大;林晓康[3]利用A B A Q U S 建立火灾后普通钢管混凝土构件的数值模型,并对其载荷变形关系曲线分析,深入了解构件在火灾后的受力特性;X i o n g 等[4]为了扩大设计规范应用范围,研究使用了高强和超高强材料的钢管混凝土在环境温度下的性能,对56组钢管混凝土短柱轴向性能进行试验,将试验结果与各国规范预测结果相对比,提出设计建议;T a o 等[5]为评估火灾后结构的损伤,通过广泛收集文献测试数据,建立可用于加热和冷却后钢结构和钢筋的应力应变模型;王彦博等[6]对13组高强圆钢管混凝土短柱进行轴压试验,分析了钢管强度㊁混凝土强度及径厚比对构件轴压性能的影响,并将高强圆钢管混凝土短柱试验结果与现有试验数据对比,修正了其受压截面承载力计算公式;刘晓等[7]利用A B A Q U S 建立火灾后圆套圆C F D S T 柱模型,剖析了火灾后C F D S T 柱轴压工作机理并对其典型的承载力位移曲线进行分析;刘晓等[8]考虑火灾受火时间㊁偏心距和空心率等因素,建立火灾后方截面C F D S T 柱数值模型,分析构件载荷跨中挠度关系曲线,揭示方截面C F D S T 偏压工作机理;幸坤涛等[9]采用数值分析方法对高强钢管混凝土核心短柱受轴压时的载荷变形关系曲线进行分析,简化了高强钢管混凝土核心柱轴压短柱承载力计算公式;王晓初等[10]使用A B A Q U S 有限元软件对高强方钢管混凝土短柱在高温后的轴压机制进行研究,发现构件在经历高温后各部件材料性能损失严重,构件极限承载力随所经历温度的升高而降低,构件承载力主要由高强钢材承担;王灿灿等[11]对6个圆形高强中空夹层钢管混凝土构件进行试验研究,利用A B A Q U S 分析了空心率㊁混凝土强度及内外钢管径厚比对该构件轴压性能的影响规律,并提出圆形高强中空夹层钢管混凝土构件轴压承载力和刚度的计算公式㊂目前研究多集中在普通钢材㊁高强钢材在常温或高温条件下的力学性能,对在火灾后高强钢管混凝土的力学性能研究较少,本文利用A B A Q U S 有限元软件,创建火灾后高强钢管混凝土轴压模型,将有限元模型数据与文献试验数据对比验证,并对火灾后高强钢管混凝土进行参数化分析㊂1 有限元模型1.1 混凝土和钢材的本构模型采用文献[3]提出的火灾后混凝土本构模型㊂火灾后高强钢材采用文献[1]提出的双折线模型,数学表达式为f y (θ)=f y,θɤ400ħ;f y [1+2.33ˑ10-4(θ-20)-5.88ˑ10-7(θ-20)2],θ>400ħ{㊂式中:θ为钢材最高温度;f y 为钢材屈服强度;f y (θ)为火灾后钢材屈服强度㊂1.2 热工参数本文选用文献[12]提出的热工参数:综合辐射系数即发射率取0.56;膜层散热系数取25W ㊃(m 2㊃K )-1;混凝土容重ρc 取2400k g ㊃m -3;钢材容重ρs 取7850k g ㊃m -3㊂1.3 建立模型组合构件由钢管㊁核心混凝土和上下盖板3部分组成,组合构件边界条件如图1所示㊂1)建立温度场模型㊂钢管选用四结点传热四边形壳单元(D S 4),核心混凝土和上下盖板采用八结点线性传热六面体单元(D C 3D 8);钢管与混凝土采用绑定(T i e )接触方式,可防止钢管与混凝土之间出现相对滑动或分离现象,也保障两者之间的热接触能力㊂2)建立力场模型㊂核心混凝土与盖板采用八结点线性六面体单元(C 3D 8R ),钢管采用四结点曲面薄壳或厚壳单元(S R 4);钢管内表面与核心混凝土之间㊁上下盖板与核心混凝土之间的接触类型均为表面与表面接触;钢管内表面与核心混凝土之间在切向上摩擦系数为0.6,法向上为硬摩擦;上下盖板与核心混凝土之间的切向行为和法向行为分别为无摩擦和硬摩擦㊂26沈阳大学学报(自然科学版) 第36卷各部件装配后,构件采用全局种子布种方式划分网格,网格划分精度为0.02,构件划分网格结果如图2所示㊂由于位移加载相较于力加载更加精确,本文选用位移加载,构件负载方式如图3所示,将柱底端盖板完全锚固,在柱底端X ㊁Y ㊁Z 方向上限制柱底端的位移和转角,柱顶端施加位移载荷㊂图1 组合结构边界条件F i g .1 B o u n d a r y c o n d i t i o n s o f c o m b i n e d s t r u c t u r e 图2 构件网格划分F i g .2 C o m p o n e n tm e s h i n g 图3 构件负载方式F i g .3 L o a dm o d eo f c o m po n e nt 图4 本文与文献[13]的承载力位移曲线对比F i g .4 C o m p a r i s o no f b e a r i n g c a p a c i t y d i s pl a c e m e n t c u r v e sb e t w e e n t h i s a r t i c l ea n d r e f e r e n c e [13]1.4 模型验证为验证本文采用本构模型及建模方法是否合理准确,将文献[13]㊁文献[4]及文献[6]中试件承载力试验数据与本文有限元承载力模拟数据进行对比验证,试件模型参数见表1㊂表1 各文献中试件具体参数T a b l e1 S p e c i f i c p a r a m e t e r s o f t e s t pi e c e s i n l i t e r a t u r e s 数据来源试件编号D 0(B 0)/mm L /mm t i /mm f y /M P a F N u e /k N F N 1/k N F N 1/F N u e 文献[13]文献[4]文献[6]c c 2a2006002.74358.51986.41968.30.9909c c 3a 2006002.74358.51491.21542.61.0345s c 2a 1006002.74358.52309.52143.50.9281s c 3a 1006002.74358.51662.11592.60.9582s 31504508.0077966166568.930.9929s 1015045012.0075689128384.960.9409s 1315045012.5044660395580.980.9242c 1114.53425.50658.23006.93615.711.2024c 2219.56578.22906.010851.710665.200.9828注:D 0(B 0)为钢管边长(直径);t i 钢管壁厚;L 为构件长度;f y 为钢管屈服强度;F Nu e 为文献的试件承载力试验值;F N 1为本文的试件承载力模拟值㊂利用表1中数据计算可得承载力的有限元模拟值与承载力的试验值之比的平均值和标准差分别为0.9950和0.0806㊂承载力(F N )位移(Δ)曲线如图4㊁图5和图6所示,由图可见有限元模拟值曲线与文献试验值曲线趋势大致相同,说明本文所采用的本构模型和建模方法是合理的㊂因此可利用A B A Q U S 有限元软件对火灾后高强钢管混凝土柱受轴压时进行参数化分析㊂36第1期 王晓初等:火灾后高强钢管混凝土柱轴压的参数化分析图5本文与文献[4]的承载力位移曲线对比F i g.5C o m p a r i s o no f b e a r i n g c a p a c i t y d i s p l a c e m e n tc u r v e sb e t w e e n t h i s a r t i c l ea nd ref e r e n c e[4]图6本文与文献[6]的承载力位移曲线对比F i g.6C o m p a r i s o no f b e a r i n g c a p a c i t y d i s p l a c e m e n tc u r v e sb e t w e e n t h i s a r t i c l ea nd ref e r e n c e[6]2有限元分析有限元模拟中,选用圆截面高强钢管混凝土柱模型,模型上下端均采用300mmˑ300mm的方形盖板,构件中钢管长度均为600mm,钢管直径均为200mm,钢管壁厚均为3mm㊂以受火时间t,钢材屈服强度f y,混凝土强度等级f c u为主要参数,建立10组高强钢管混凝土柱轴压模型构件,构件具体参数见表2㊂分析主要参数变化得出承载力位移曲线以及对构件极限承载力产生的影响,同时与普通钢材进行对比㊂表2模拟构件参数T a b l e2P a r a m e t e r s o f f i n i t ee l e m e n tm o d e l构件编号t/m i n f y/M P a f c u/M P a C C-13046070 C C-26046070 C C-39046070 C C-412046070 C C-59059070构件编号t/m i n f y/M P a f c u/M P a C C-69069070 C C-79046080 C C-89046060 C C-99034570 C C-1090235702.1温度场分析图7为构件在不同受火时间的核心混凝土温度场分布状况,取核心混凝土中截面1/4处作为研究对象㊂分析图7可知,核心混凝土在不同受火时间的内外温度差变化情况:随着受火时间增加,核心混凝土中截面1/4处的温度场以圆形波纹状从中间向外扩散,构件外边缘温度也逐渐增大;在受火时间60m i n时混凝土的内部和表面存在较大温差,超过60m i n后温差逐渐降低㊂(a)30m i n(b)60m i n(c)90m i n(d)120m i n图7不同受火时间构件中截面1/4处温度场分布F i g.7T h e t e m p e r a t u r e f i e l dd i s t r i b u t i o na t1/4o f t h ec r o s s-s e c t i o no f t h ec o m p o n e n tw i t hd i f f e r e n t f i r e t i m e s2.2主要参数分析2.2.1钢管屈服强度表2中的构件C C-10㊁C C-9㊁C C-6㊁C C-5㊁C C-4,受火时间均为90m i n,对应钢材屈服强度分别为Q235㊁Q345㊁Q460㊁Q590㊁Q690,根据有限元模拟得到的数据绘制构件在轴向负载下不同钢管屈服强度的承载力位移曲线如图8所示㊂分析图8可知构件的极限承载力逐渐提高:钢材屈服强度为Q690构46沈阳大学学报(自然科学版)第36卷图8 不同钢材强度承载力位移曲线F i g .8 S t r e n g t h -b e a r i n g c a p a c i t y -d i s pl a c e m e n t c u r v e s o f d i f f e r e n t s t e e l s件的极限承载力比钢材屈服强度为Q 590构件的极限承载力提升了10.27%;钢材屈服强度为Q 590构件的极限承载力比钢材屈服强度为Q 460构件的极限承载力提升了16.75%;钢材屈服强度为Q 460构件的极限承载力比钢材屈服强度为Q 345构件的极限承载力提升了14.57%;钢材屈服强度为Q 345构件的极限承载力比钢材屈服强度为Q 235构件的极限承载力提升了19.45%㊂5组构件在达到极限承载力后均呈现下降趋势,从曲线下降幅度来看,钢材屈服强度为Q 460㊁Q 590㊁Q 690构件的极限承载力的下降趋势比钢材屈服强度为Q 235㊁Q 345的更平缓㊂以C C -4构件的承载力位移曲线为例,位移每增加2mm 选取一个点,取A ㊁B ㊁C ㊁D ㊁E 五个点,B 点承载力比A 点增加253.11k N ,提升了15%;C 点承载力比B 点增加37.22k N ,提升了2%;D 点承载力比C 点减少22.56k N ,降低了1.1%;E 点承载力比D 点减少38.48k N ,降低了2%;构件承载力自C 点以后下降3.7%,但降幅不大㊂因此,提升构件钢材屈服强度,极限承载力均增大,承载力在达到顶峰后,曲线下降平缓,说明使用高强钢材构件的极限承载力优于使用普通钢材,且构件在火灾后的延性较好㊂2.2.2 受火时间表2中的C C -1㊁C C -2㊁C C -3㊁C C -4构件的钢管强度和混凝土强度均相同,对应受火时间分别为30㊁60㊁90㊁120m i n,根据有限元模拟得到的数据绘制构件经历不同受火时间后的承载力位移曲线如图9所示㊂分析图9可知构件极限承载力逐步降低:受火时间从30m i n 到60m i n 时,构件极限承载力从2716.62k N 下降到2246.26k N ,下降了17.31%;受火时间从60m i n 到90m i n 时,构件极限承载力从图9 不同受火时间的承载力位移曲线F i g .9 C a p a c i t y -d i s pl a c e m e n t c u r v e s f o r d i f f e r e n t f i r e t i m e s 2246.26k N 下降到2001.24k N ,下降了10.91%;受火时间从90m i n 到120m i n 时,构件极限承载力从2001.24k N 下降到1833.28k N ,下降了8.39%㊂以C C -3构件的承载力位移曲线为例,位移每增加2mm 选取一点,取A ㊁B ㊁C ㊁D ㊁E 五点,B 点承载力比A 点增加293.28k N ,提升了17.6%;C 点承载力比B 点增加45.49k N ,提升了2.3%;D 点承载力比C 点减少44.67k N ,降低了2.2%;E 点承载力比D 点减少21.83k N ,降低了1.1%;构件承载力上升至C 点以后,承载力下降4.5%,自C 点后曲线逐渐平缓㊂在构件均达到极限承载力后,受火时间30m i n 时,从B ᵡ至E ᵡ承载力下降了11.6%,受火时间60m i n 时,从B ᶄ至E ᶄ承载力下降了6.8%,曲线均出现明显下降;受火时间90m i n 时,构件承载力到达顶峰后曲线下降趋势变缓;受火时间120m i n 时,在达到构件极限承载力后,曲线无下降趋势㊂总的来说,随着受火时间增加,构件极限承载力呈明显下降到逐渐变缓趋势㊂这表明经历火灾后混凝土体积膨胀,产生很大的内应力,导致混凝土结构的破坏,水泥石产生较大收缩而骨料却膨胀,这种差异造成混凝土的破坏[14],此种破坏无法恢复,从而导致构件承载能力下降;而承载力无明显下降趋势则由于高强钢材在经历火灾,温度下降冷却后,钢材的材料性能可以大部分恢复,在火灾后构件展现出较好的延性㊂2.2.3 混凝土强度表2中的C C -8,C C -3,C C -7构件的受火时间和钢管强度均相同,对应混凝土强度分别为C 60㊁C 70㊁56第1期 王晓初等:火灾后高强钢管混凝土柱轴压的参数化分析图10 不同混凝土强度的承载力位移曲线F i g .10 C a p a c i t y -d i s pl a c e m e n t c u r v e s f o r d i f f e r e n t c o n c r e t es t r e n gt h s C 80,根据有限元模拟得到的数据绘制构件在轴向负载下不同混凝土强度时的承载力位移曲线(图10)㊂比较图10中的曲线可知:构件极限承载力提升较小,混凝土强度等级从C 60提升至C 70,构件极限承载力提升5.42%;混凝土强度等级从C 70提升至C 80,构件极限承载力提升6.75%㊂随混凝土强度等级的提升,构件极限承载力均略有提升,但在到达极限承载力后曲线渐渐下降㊂以C C -8构件的承载力位移曲线为例,取A ㊁B ㊁C ㊁D ㊁E 五点进行比较,B 点承载力比A 点增加249.92k N ,提升了14.9%;C 点承载力比B 点增加76.25k N ,提升了4%;D 点承载力比C 点减少67.92k N ,降低了3.4%;E 点承载力比D 点减少16.65k N ,降低了0.9%;随位移的增加构件承载力缓慢增加,在C 点后构件承载力下降3.2%㊂由于混凝土是一种热惰性材料,传热较慢,根据温度场分析可知混凝土表层与内部存在较大温差,与传热快的材料相比,经历火灾后混凝土材料性能损伤程度较小,混凝土强度等级提升对构件承载力的提升较小㊂3 典型曲线分析图11为构件在受火时间为60㊁90㊁120m i n 的载荷纵向应变曲线㊂分析图11可知:受火时间60m i n 时,钢管和核心混凝土分别占总承载力的29.61%和70.39%,受火时间90m i n 时,钢管和核心(a )t =60m i n (b )t =90m i n(c )t =120m i n图11 典型载荷纵向应变曲线F i g .11 T y p i c a l l o a d -l o n gi t u d i n a l s t r a i n c u r v e 66沈阳大学学报(自然科学版) 第36卷混凝土分别占总承载力的35.01%和64.99%,受火时间120m i n 时,钢管和核心混凝土分别占总承载力的37.46%和62.54%㊂随着受火时间增加,钢管所占总承载力的比例逐渐提升,混凝土所占总承载力的比例出现小幅度下降,但主要承担载荷的仍为混凝土㊂对火灾后高强钢管混凝土柱的轴压受力性能进行轴压工作机理分析,选取C C -8构件作为算例,其载荷纵向应变曲线为图11(b )所示,O ㊁A ㊁B ㊁C 四点绘制对应的应力分布情况如图12所示㊂分析图11(b )与图12:O 点对应构件施加轴力的起点㊁A 点为弹性阶段结束点㊁B 点为构件极限承载力点㊁C 点对应构件纵向应变为0.02;O A 段为弹性工作阶段,此时的O A 段呈线性关系,由于混凝土的泊松比小于钢管,钢管与混凝土单独受力,混凝土未被压碎,钢管处于未变形状态但钢管两端出现些许应力集中现象;A B 段为弹塑性阶段,随着轴力的增加混凝土加速膨胀,混凝土两端出现裂缝,钢管为混凝土提供约束作用;在B 点以后,构件承载力开始下降,构件两端混凝土被压碎后逐渐退出工作,钢管对混凝土的约束降低,同时钢管中部开始出现应力集中㊂(a )O 点(b )A 点(c )B 点(d )C 点图12 O ㊁A ㊁B ㊁C 点应力分布F i g .12 S t r e s s d i s t r i b u t i o nd i a g r a mo f po i n t s O ,A ,B ,C 4 结 论1)随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力增大,高强钢材极限承载力明显大于普通钢材;随着受火时间的增加,构件承载力减小,构件在达到极限承载力后曲线变得逐渐平缓,说明使用高强钢材的构件在受火后展现出较好延性;增加混凝土强度等级对构件极限承载力提升较小㊂2)受火时间为60㊁90㊁120m i n 时,构件中的混凝土承担主要载荷㊂参考文献:[1]韩林海.钢管混凝土结构:理论与实践[M ].2版.北京:科学出版社,2007.H A NL H.C o n c r e t e -f i l l e d s t e e l t u b u l a r s t r u c t u r e :t h e o r y a n d p r a c t i c e [M ].2n de d .B e i j i ng :S c i e n c eP r e s s ,2007.[2]刘晓,王伊,王兵.火灾后中空夹层高强钢管混凝土柱轴压机理分析[J ].工业建筑,2019,49(5):146153.L I U X ,WA N G Y ,WA N GB .A n a l y s i s o na x i a l c o m p r e s s i o nm e c h a n i s mo f c o n c r e t e f i l l e dd o u b l e -s k i nh i g h -s t r e n g t hs t e e l t u 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y,2007,40(3):5356.ʌ责任编辑:赵 炬췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍ɔ(上接第67页)[5]T A OZ ,WA N G X Q ,U YB .S t r e s s -s t r a i nc u r v e s o f s t r u c t u r a l a n d r e i n f o r c i n g s t e e l s a f t e r e x p o s u r e t o e l e v a t e d t e m p e r a t u r e s [J ].J o u r n a l o fM a t e r i a l s i nC i v i l E n g i n e e r i n g,2013,25:13061316.[6]王彦博,宋辞,赵星源,等.高强圆钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究[J ].建筑结构学报,2022,43(11):221234.WA N G Y B ,S O N G C ,Z HA O X Y ,e t a l .E x p e r i m e n t a l s t u d y o nb e h a v i o ro f c i r c u l a r c o n c r e t e -f i l l e dh i g h -s t r e n g t hs t e e l t u b u l a r s t u b c o l u m n s u n d e r c o m p r e s s i o n [J ].J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s ,2022,43(11):221234.[7]刘晓,王杰,王兵,等.火灾后圆套圆C F D S T 柱轴压力学性能[J ].沈阳大学学报(自然科学版),2022,34(5):383388.L I U X ,WA N GJ ,WA N G B ,e t a l .A x i a l c o m p r e s s i v e p r o p e r t i e so f c i r c u l a rC F D S Tc o l u m n sa f t e r f i r e [J ].J o u r n 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