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木结构建筑在我国的发展拥有悠久的历史,近年来,随着我国经济的迅猛增长,建筑结构形式的发展日趋多元化,绿色环保、舒适健康的建筑需求使得木结构建筑再次成为建筑领域的热点。在我国的既有建筑中,存在大量具有历史价值和文化价值的古木建筑,与此同时,木结构也因纹理美观、材料环保可再生而被广泛运用于新建建筑中。据统计资料显示,近年来我国建筑火灾的发生呈增多的态势,火灾具有极大的危害性,造成大量的财产损失和人员伤亡。我国现存的诸多木结构建筑都不可避免地面临着火灾的威胁,然而,木结构抗火在我国的研究尚处于初级阶段,虽然已有部分学者开展了相关的试验与理论研究,但远不能满足木结构发展和应用的需求。在防火设计方面,我国现行规范中有关木结构防火的相关规定主要参考欧美发达国家规范制定,缺乏基于我国研究人员科研成果的运用。鉴于上述情况,加强木结构建筑抗火性能的研究具有重大的意义。本文以钢-木螺栓连接木结构框架为研究对象,开展了火灾试验研究和有限元软件ABAQUS平台上的火灾环境下模型热-力耦合分析,主要内容可分为以下几个部分:(1)从木材的炭化机理、炭化速度和木结构火灾下的力学性能等角度,总结和回顾国内外学者在木结构抗火性能研究领域的主要工作与成果。(2)以有限元软件ABAQUS为平台,采用温度场-结构场顺序耦合分析方法对既有试验进行模拟,通过试验结果与计算结果的对比验证了该分析方法的有效性。(3)以现代木结构常用的钢填板螺栓连接T型节点为考察对象进行参数分析,通过有限元软件ABAQUS计算分析了火灾条件下,持荷水平、螺栓直径和螺栓边距对节点的破坏模式与耐火极限的影响。结果表明,持荷水平的增大、螺栓直径的增大以及螺栓边距的减小均会导致耐火极限的降低。(4)以钢-木螺栓连接木结构框架为试验对象,进行了1榀常温下静载试验和3榀高温下耐火极限试验,考察了持荷水平、隅撑设置对木结构框架破坏模式与耐火极限的影响。结果表明,降低试件持荷水平和增加隅撑均为提高试件耐火极限的有效途径;增设隅撑改变了原木框架的内力分布,减小了跨中弯矩和梁端剪力,从而延缓了梁端剪切破坏的发生。(5)以钢-木螺栓连接木结构框架为考察对象进行有限元模拟,分析了整体框架在火灾条件下的结构响应和内力变化情况。(6)结合国内外木结构设计规范,针对木结构的抗火设计提出建议,采用“折减截面法”对《木结构设计手册》中常温下的承载力计算公式进行适当转化,获得了火灾条件下梁、柱构件与螺栓连接的承载力计算公式。