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火灾下钢-混凝土组合连续梁力学响应机理

王文君 丁发兴 蒋彬辉 严夏 吕飞 王莉萍

王文君, 丁发兴, 蒋彬辉, 严夏, 吕飞, 王莉萍. 火灾下钢-混凝土组合连续梁力学响应机理[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(5): 24-34. doi: 10.13206/j.gjgS25071201
引用本文: 王文君, 丁发兴, 蒋彬辉, 严夏, 吕飞, 王莉萍. 火灾下钢-混凝土组合连续梁力学响应机理[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(5): 24-34. doi: 10.13206/j.gjgS25071201
Wenjun Wang, Faxing Ding, Binhui Jiang, Xia Yan, Fei Lyu, Liping Wang. Mechanical Response Mechanism of Steel-Concrete Composite Continuous Beams Under Fire[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(5): 24-34. doi: 10.13206/j.gjgS25071201
Citation: Wenjun Wang, Faxing Ding, Binhui Jiang, Xia Yan, Fei Lyu, Liping Wang. Mechanical Response Mechanism of Steel-Concrete Composite Continuous Beams Under Fire[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(5): 24-34. doi: 10.13206/j.gjgS25071201

火灾下钢-混凝土组合连续梁力学响应机理

doi: 10.13206/j.gjgS25071201
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51978664)。

详细信息
    作者简介:

    王文君,博士,主要从事钢-混凝土混合结构研究工作。

    通讯作者:

    丁发兴,博士,教授,dinfaxin@csu.edu.cn。

Mechanical Response Mechanism of Steel-Concrete Composite Continuous Beams Under Fire

  • 摘要: 应用ABAQUS有限元软件对钢-混凝土组合连续梁的抗火性能进行了三维壳-实体有限元分析,在试验验证的基础上探讨荷载比、荷载位置比、剪力连接度和钢梁防火保护层厚度等参数对连续梁抗火性能的影响,阐明火灾下组合连续梁内力变化规律与其变形阶段之间的联系,揭示火灾下组合连续梁的界面滑移规律、塑性铰形成规律和破坏模式等力学响应机理,提出“边跨加强、中跨简化”的差异化防火保护层设计建议。分析结果表明:1)三跨连续梁的中跨,其变形经历弹性、弹塑性、塑性及悬链线效应四个阶段,悬链线效应使得其所需的防火保护层厚度减少;随着约束刚度的减小(如连续梁的边跨),梁的失效模式由整体侧向失稳转为承载力不足而失效,此时因无悬链线效应,其抗火性能相当于简支梁。2)组合梁升温膨胀受到多余支座的约束,产生较大的负弯矩,其支座处塑性铰形成的时间早于跨中。此外,组合连续梁跨中截面正弯矩值在受火初期减小甚至可能转变为负弯矩。受火过程中,连续梁产生了剧烈的内力重分布。3)组合连续梁的耐火极限几乎不受剪力连接度η的影响,钢梁无防火保护层时,连续梁梁端滑移值随着η的增加而显著减小;随着防火保护层厚度的增加,剪力连接度η对梁端滑移的影响减弱,且梁端滑移值显著减小。4)针对工程中常见荷载比0.4的组合梁,可采用“边跨加强、中跨简化”的差异化防火保护层设计,即边跨防火保护层厚度按GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中简支梁计算,中跨可不进行防火保护或为减小受火初期的挠度略微进行防火保护。
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