钢板-高强混凝土组合剪力墙火灾反应数值模拟

肖建庄 卫凯华 柳 献 董毓利

(1.同济大学建筑工程系,上海 200092; 2.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092; 3.华侨大学土木工程学院,厦门 361021)

0 引 言

钢板-混凝土组合剪力墙兼有钢结构和混凝土结构的优势,具有承载力高、延性好、刚度大等优点,在高层结构中应用日趋广泛,将高强混凝土与钢板剪力墙结构相结合,更是能够有效减小构件截面,增大建筑空间。对于钢板-混凝土组合剪力墙的力学性能,国内外已经有较多研究[1-3]。

近年来,李国强等[4]对钢结构抗火性能进行了深入研究。同时肖建庄[5]对高强混凝土结构抗火性能进行了研究,韩林海和宋天诣[6]对于钢-混凝土组合柱、组合梁耐火性能都进行了深入的理论及试验研究。

目前,关于钢板-高强混凝土组合剪力墙的抗火研究相对较少。本文主要研究墙体厚度、钢板厚度及墙体约束条件对钢板-高强混凝土组合剪力墙火灾反应的影响,主要包括温度场以及墙体变形情况。研究结果可以为组合剪力墙的抗火设计提供理论依据,同时也为有关规范的进一步完善提供参考。

1 数值模拟

1.1 研究对象

为了与已有的模型试验进行校验,选取肖建庄等[7]完成的试验进行有限元模拟。

该试验以4榀剪力墙试件为研究载体,进行剪力墙的单面受火试验,采集炉膛温度、剪力墙混凝土内部温度、平面外挠度等信息,获取剪力墙的温度场和变形情况以探究钢板-高强混凝土组合剪力墙的火灾反应。

试验中各试件的配钢率相同,但构造类型方面有所区别,分别为高强混凝土剪力墙、整体钢板-高强混凝土组合剪力墙、分段钢板-高强混凝土组合剪力墙和型钢-高强混凝土组合剪力墙。……