宋岩升,潘勇旭,赵 刚

(沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁 沈阳 110168)

混凝土框架结构作为多、高层建筑主要结构形式,广泛应用于建筑领域。目前,国内外对火灾后混凝土结构的力学性能研究已取得了一些成果[1-7]。陆洲导等[8]对框架结构进行低周往复加载试验,分析了结构的破坏模式、荷载-位移关系与高温和梁柱尺寸等因素的关系;王广勇等[9-10]采用纤维单元法对遭受火灾的钢筋混凝土框架结构受力性能进行了分析;肖建庄[11]通过火灾后框架抗震试验提出,高温后高性能混凝土框架结构易发生“强梁弱柱”破坏,承载力、刚度及耗能均明显下降,仅延性有所提高。

以上研究多数采用国际标准升温曲线(ISO834)来代替实际升温曲线,计算结果存在一定局限性,且研究对象多为多层框架结构,对高层框架结构受火后力学性能的研究较少。基于此,笔者通过火灾模拟和有限元分析,模拟了高层框架结构火灾全过程,分析火灾后构件及结构在静、动力荷载作用下的力学性能,得出局部火灾下框架结构的损伤规律,为此类结构火灾后的损伤评估与加固方案设计提供了参考依据。

1 火灾过程分析

1.1 场景设置

PyroSim(Thunderhead Engineering PyroSim)是由美国国家标准与技术研究院研发的火灾动态仿真模拟软件,是一种火灾中流体运动为主要模型对象的计算流体动力学模型[12]。笔者以某宿舍楼为例建立模型,该宿舍楼为钢筋混凝土框架结构,共8层,首层层高3.6 m,其余各层层高3 m,建筑总高度25.95 m,主要构件采用C30混凝土,HRB400级钢筋。……