沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168
摘要：为研究地震次生火灾作用下钢筋混凝土板柱节点的高温力学性能，总结归纳处以混凝土剥落为主要震损形式的板柱节点模型。基于国际标准升温曲线ISO-834和顺序热应力耦合法，采用有限元分析软件ABAQUS对震损板柱节点的耐火性能进行数值模拟研究。得到构件耐火时间和不同升温时间下的荷载-位移曲线。研究结果表明：随着升温时间的增加，震损板柱节点的极限承载力在逐渐降低；完整板柱节点的耐火时间为270min，震损板柱节点的耐火时间为123min，较完整板柱节点降低了54%。
关键词：板柱结构；冲切破坏；混凝土剥落
引言
在国内外破坏性地震造成的次生灾害中，地震次生火灾是发生频率最高的地震次生灾害，次生火灾的发生加重了地震灾害的破坏。历史上，地震次生火灾的记录很多。以往国内外震害数据表明，地震次生火灾造成的损失有时甚至比地震本身造成的损失更为严重，与普通火灾相比，地震次生火灾带来的危害和经济损失会更大[1-3]
1数值模型的建立及参数的选取
钢筋混凝土板柱结构中柱节点在地震荷载作用下，容易发生脆性的冲切破坏，导致混凝土板成为机构而丧失承载力。本文根据板柱结构的抗震试验研究资料统计和板柱节点冲切破坏机理，总结归纳处以混凝土剥落为主要震损形式的板柱节点模型。不同的板柱结构其构件的尺寸，配筋参数等都不同，为使研究结果具有普适性，本文将混凝土保护层剥落的厚度定义为钢筋保护层的厚度，剥落面积按欧洲规范规定的冲切破坏临界区域。
2参数的选取
本文采用ABAQUS进行热学问题分析时用到了非耦合传热分析和顺序耦合热应力分析两种方法。利用非耦合传热分析获得高温下构件温度场，然后引入温度场计算结果，利用顺序耦合热应力分析方法进行力学分析。钢筋、混凝土热工参数按文献[4，5]推荐取值；钢筋、混凝土热力学参数按文献[6]推荐取值。
3震损板柱节点的高温力学性能分析
本文采用顺序耦合法对钢筋套筒灌浆连接构件进行高温力学性能分析，即首先对构件进行温度场模拟，然后将温度场分析结果*.ODB文件以预定义荷载的形式施加在构件模型中，进而施加位移荷载，计算构件在不同升温时间下的极限承载力。
图1荷载位移曲线图2跨中挠度曲线
由1图可知，随着升温时间的增加震损板柱节点的极限承载力在逐渐降低。当升温时间分别为1h、2h、3h、4h、5h时，震损板柱节点的极限承载力分别为141kN、103kN、79kN、69kN、60kN。已知构件在常温下的极限承载力为260kN，随着升温时间的增加，震损板柱节点的极限承载力较常温下完整板柱节点分别降低了45%、60%、69%、73%、77%。由此可见随着升温时间的增加，震损板柱节点的在逐渐极限承载力降低。
根据《建筑结构耐火试验方法》规定，当受弯构件跨中挠度极限变形量达到67.5mm时，可认为构件达到耐火时间。完整板柱节点的耐火时间为270min，震损板柱节点的耐火时间为123min，较完整板柱节点降低了54%。
4结论
（1）随着升温时间的增加，震损板柱节点的极限承载力在逐渐降低；
（2）完整板柱节点的耐火时间为270min，震损板柱节点的耐火时间为123min，较完整板柱节点降低了54%。
参考文献：
[1]赵思健，任爱珠，熊利亚.城市地震次生火灾研究综述[J].自然灾害学报，2006，15（2）：57-66.
[2]钟江荣，城市地震次生火灾研究[J].国际地震动态，2011，2：37-39.
[3]陈素文，李国强.地震次生火灾的研究进展[J].自然灾害学报，2008，17（5）：121-126.
[4]过镇海，时旭东.钢筋混凝土的高温性能及其计算[M].北京：科学出版社，2012.
[5]Eurocode2，DesignofConcreteStructures.Part1-2：GeneralRules-StructuralFireDesign.PREN1992-1-2，BritishStandardsInstitution，2003，London：British.
[6]BSEN1993-1-2.Eurocode3：Designofsteelstructures：Part1-2：GeneralrulesStructuralFireDesign[S].Brussels：EuropeancommitteeforStandardization，2005.
作者简介：高广超，男，1991年10月生，汉族，山东临沂人，沈阳建筑大学土木工程学院在读研究生，研究方向是震后次生火灾下钢筋混凝土结构力学性能研究。