普通鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)和彈性模量在高溫下迅速下降，350°C時(shí)普通鋼結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度降至其室溫屈服強(qiáng)度的2/3。為了提高普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗火能力，必須采取涂防火涂料等防火保護(hù)措施。耐火鋼的室溫力學(xué)性能及其他質(zhì)量指標(biāo)均滿(mǎn)足普通建筑用鋼的使用標(biāo)準(zhǔn)，且600°C下的屈服強(qiáng)度高于室溫強(qiáng)度指標(biāo)的2/3，彈性模量在700°C下仍能保持室溫時(shí)的75%以上，增強(qiáng)了建筑物抵抗火災(zāi)的能力，提高了建筑物的安全性。
日本新日鐵鋼鐵公司開(kāi)發(fā)了耐火鋼SM490-FR,YSakumoto等對(duì)該耐火鋼的高溫材性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。國(guó)內(nèi)在文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)影響耐火鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火性能的大量參數(shù)進(jìn)行分析，提出耐火鋼構(gòu)件耐火極限的實(shí)用計(jì)算方法。鋼一混凝土組合梁具有截面高度小、質(zhì)量輕、承載力高、塑性和韌性好、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)中。國(guó)內(nèi)學(xué)者普遍認(rèn)為由于混凝土板的吸熱作用，組合梁中鋼梁溫度明顯低于無(wú)混凝土?xí)r的裸露鋼構(gòu)件的溫度，因此與鋼梁相比，組合梁可大大改善梁的抗火性能。
目前，國(guó)外學(xué)者對(duì)鋼一混凝土組合梁抗火性能的研究集中于Cardington試驗(yàn)中的約束鋼一混凝土組合梁抗火性能試驗(yàn)及在此基礎(chǔ)上展開(kāi)的相關(guān)研究上。國(guó)內(nèi)對(duì)組合梁抗火性能研究相對(duì)較少，對(duì)兩種組合梁形式：主梁式試件（壓型鋼板肋平行于鋼梁）和次梁式試件（壓型鋼板肋垂直于鋼梁）分別進(jìn)行了抗火試驗(yàn)，并對(duì)影響簡(jiǎn)支組合梁抗火性能參數(shù)進(jìn)行了分析。2榀約束組合梁抗火性能的試驗(yàn)研究，研究了處于鋼結(jié)構(gòu)整體中的組合梁的抗火性能及其在火災(zāi)中破壞的過(guò)程和特點(diǎn)。利用有限元軟件ANSYS和數(shù)值算法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)升溫情況下輕鋼一混凝土組合梁的抗火性能進(jìn)行研究。進(jìn)行了單跨組合梁火災(zāi)變形性能研究，試驗(yàn)中對(duì)3x3跨3層鋼結(jié)構(gòu)框架樓中不同位置的2個(gè)單跨組合梁在火災(zāi)作用下的變形性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明整體結(jié)構(gòu)中組合梁的火災(zāi)行為不同于構(gòu)件試驗(yàn)中組合梁的火災(zāi)行為，表現(xiàn)出了更好的抗火性能。
以上研究中，鋼梁采用的鋼材均為普通鋼結(jié)構(gòu)，未曾有對(duì)耐火鋼一混凝土組合梁抗火性能的研究�？紤]到耐火鋼和組合梁都對(duì)梁的抗火性能有所改善，本文先采用合理的材料熱工性能和高溫力學(xué)性能參數(shù)，合適的材料熱一力耦合本構(gòu)關(guān)系，運(yùn)用ABAQUS有限元軟件建立有限元分析模型，與高溫下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文分析理論和程序的正確性和可靠性，然后對(duì)相同條件下分別采用耐火鋼和普通鋼的鋼一混凝土組合梁的抗火性能進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明：在一定的火災(zāi)條件下，耐火鋼一混凝土組合梁比普通鋼一組合梁有更好的抗火性能，能極大地增強(qiáng)建筑物抵抗火災(zāi)的能力，從而減少鋼梁防火涂料（特別是采用厚型防火涂料時(shí)）的厚度和用量。
