木材作为一种古老的建筑材料,相比于钢材和混凝土等常用建材,具有密度小、强度高、易于加工、纹理美观、保温隔热及抗震性能好等优点,是一种优秀的可再生建筑资源。然而,由于木材可燃,人们普遍对木结构建筑的抗火性能持怀疑态度。这导致长期以来多高层木结构建筑发展缓慢。国外建设经验表明,正交胶合木(CLT)结构是当前多高层木结构建筑的主要结构形式。作为重要的竖向传力构件,正交胶合木墙体在火灾下及火灾后的力学性能关系到竖向传力路径是否中断、结构是否发生倒塌,因此其抗火性能尤其重要。鉴于国内尚未有CLT结构抗火设计相关规范和标准,CLT墙体抗火性能相关研究也尚未见公开报道,为在国内推广CLT结构,研究CLT墙体抗火性能势在必行。本文以CLT墙体为研究对象,先后开展常温材性试验、常温轴心受压试验、基于ISO834升温曲线的标准火灾试验、受火后剩余承载力试验,并以试验为研究基础,进行有限元模拟及理论分析。主要研究内容分为以下几个部分:(1)总结国内外学者和研究机构对CLT墙体和其它木构件抗火性能的研究成果,包括炭化机理、炭化速率、耐火极限以及试件破坏机理等。(2)编写适用于木材常温下及受火后本构关系的Abaqus用户材料子程序UMAT,通过算例验证UMAT编写的正确性,以及用该子程序来模拟木构件受火后剩余承载力的有效性。(3)以三层和五层CLT墙体为研究对象,分别进行常温轴心受压试验、不同燃烧时间的标准火灾试验以及受火后剩余承载力试验,研究CLT墙体的炭化规律、轴向承载力的劣化规律。结果表明,墙体受火后由常温下的轴心受压转变为偏心受压,破坏模式为失稳破坏。(4)以CLT墙体为考察对象进行有限元模拟,基于瞬态热分析、UMAT和Riks方法,分析试件燃烧时的温度场分布、炭化情况、常温及受火后静力加载试验试件极限承载力、荷载-位移曲线等力学性能,并与试验结果相对比,实现对CLT墙体受火后剩余承载力的有限元评估。(5)结合本文试验结论和国内外相关研究成果,综合考虑剪切变形、初始几何缺陷、试件内部温度场分布规律以及木材高温后力学性能劣化规律,提出预测CLT墙体常温下轴心受压承载力以及受火后剩余承载力的理论公式。