配有钢管的钢骨混凝土柱耐火性能和抗火设计方法研究

随着我国高层建筑的迅速发展，钢骨混凝土结构以其独特的优点而得到日益广泛的应用，但目前国内外尚未建立关于配有钢管的钢骨混凝土柱耐火分析和抗火设计的完整的计算理论与设计方法，本项目的研究成果将具有重要的理论意义和广泛的应用前景。本项目首先在合理的考虑钢筋、型钢和混凝土之间相互作用的基础上，确定适合本项目研究的钢和混凝土高温下的热工性能和力学性能指标；进而，利用有限单元法分析模拟火灾下配有钢管的钢骨混凝土柱在不同时刻的温度场分布，并建立构件火灾下力学性能的理论分析模型，对构件耐火极限及荷载-变形全过程曲线进行模拟分析；为了验证上述温度场和耐火极限的分析模型，本项目拟在天津市"国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心"进行配有钢管的钢骨混凝土柱耐火性能的试验研究；最终，期望回归出火灾升温曲线作用下配有钢管的钢骨混凝土柱耐火极限和承载力的实用计算公式，并对实际工程中该类构件的抗火设计提出建议。

已按计划完成了全部研究内容，达到了预期的研究目标。在学术成果方面：通过本项目的研究，深入认识了配有钢管的钢骨混凝土柱高温下的温度场分布、火灾下的力学性能，揭示了该种结构高温破坏的内在机理。取得的创新性成果包括：（1）首次进行配有钢管的钢骨混凝土柱耐火性能的试验研究；（2）建立了配有钢管的钢骨混凝土柱温度场和耐火极限的理论分析模型，模型经过相关试验验证，是合理的且满足精度要求；（3）深入认识了配有钢管的钢骨混凝土柱火灾下的工作机理、组合作用和破坏模态。（4）此外，在上述研究成果基础上，推导了火灾作用下配有钢管的钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式，可为实际工程中钢骨混凝土结构的抗火设计和编制规程提供科学依据。在成果表达上：本项目已发表学术论文5篇，其中EI收录4篇；另有2篇论文已被录用待发表；后期研究成果已整理并向SCI源期刊投寄2篇。此外，依托本项目，培养和指导了三名硕士生。