胡 晨，張慧潔，王靜峰，孫 彤，劉 用

(1. 國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，安徽合肥 230009； 2. 合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽合肥 230009； 3. 合肥工業(yè)大學(xué)先進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化安徽省協(xié)同創(chuàng)新中心，安徽合肥 230009)

0 引 言

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，裝配式建筑在中國快速發(fā)展，越來越多的裝配式組合結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，其中就包括在型鋼兩翼緣間填充混凝土而成的部分包覆混凝土組合構(gòu)件，簡稱PEC構(gòu)件。已有研究[1-3]表明：PEC柱具有良好的延性、承載能力及抗震性能等力學(xué)性能，同時(shí)PEC柱施工簡便，節(jié)省模板，具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性能。PEC柱中H型鋼翼緣外露，由于鋼材導(dǎo)熱性強(qiáng)，耐火性能差，在火災(zāi)高溫的情況下，H型鋼由于迅速升溫而強(qiáng)度顯著降低，導(dǎo)致柱剛度和承載力快速下降，抗火性能較差，建筑物的安全性能得不到保障，因此PEC柱的抗火性能及抗火設(shè)計(jì)方法受到各界關(guān)注。

目前對(duì)于PEC柱的抗火性能國內(nèi)外已開展了大量的研究工作：Wainman等[4]進(jìn)行了PEC柱耐火極限試驗(yàn)，為歐洲規(guī)范中PEC柱的抗火設(shè)計(jì)提供了依據(jù)；文獻(xiàn)[5]在其基礎(chǔ)之上對(duì)軸向和彎曲約束下PEC柱的抗火性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究；毛小勇等[6-7]研究了標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下PEC柱耐火性能，并提出了火災(zāi)下PEC柱耐火極限的計(jì)算方法；在此基礎(chǔ)之上，毛小勇等[8-10]還研究了約束PEC柱的軸力變化，考慮了火災(zāi)荷載比、軸向及轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度比、長細(xì)比、偏心率、彎矩分布模式等參數(shù)對(duì)PEC柱軸力變化及抗火性能的影響。

可以看出，已有研究主要分析了荷載比、長細(xì)比、柱端約束、偏心率等參數(shù)對(duì)PEC柱耐火極限的影響，而針對(duì)PEC柱抗火措施研究還較少。根據(jù)理論定性分析，涂裝防火涂料、配置混凝土內(nèi)受力鋼筋、降低翼緣面積比等方法均有助于提高PEC柱耐火極限。為明確不同參數(shù)對(duì)PEC柱抗火性能的影響程度，得到更加經(jīng)濟(jì)合理的PEC柱抗火性能加強(qiáng)措施，本文利用有限元軟件ABAQUS建立標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下軸壓PEC柱抗火性能的有限元模型，在已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型正確性的基礎(chǔ)上，對(duì)PEC柱受火過程進(jìn)行全過程分析，揭示PEC柱的抗火機(jī)制，分析降低荷載比，提高縱筋配筋率，減小翼緣面積比，增大防火涂料厚度等不同加強(qiáng)措施對(duì)PEC柱抗火性能的影響機(jī)理，提出PEC柱抗火性能有效增強(qiáng)措施，為進(jìn)一步研究PEC柱的抗火性能及設(shè)計(jì)方法奠定基礎(chǔ)。

1 模型建立

本文通過有限元分析軟件ABAQUS采用順序熱-力耦合分析方法進(jìn)行PEC柱抗火性能研究。首先基于瞬態(tài)傳熱分析得到不同升溫時(shí)刻PEC柱溫度場，之后將各節(jié)點(diǎn)溫度導(dǎo)入熱力學(xué)模型，進(jìn)行力學(xué)性能分析。

1.1 溫度場模型

溫度場模型中，混凝土、端板和型鋼采用8節(jié)點(diǎn)線性傳熱六面體實(shí)體單元(DC3D8)，鋼筋采用2節(jié)點(diǎn)傳熱桁架單元(DC1D2)，采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，橫截面網(wǎng)格尺寸取20 mm×20 mm，沿柱長度方向網(wǎng)格劃分為50 mm，如圖1所示。H型鋼與混凝土之間考慮接觸面的熱阻，鋼筋與混凝土之間的相互作用形式為綁定約束。

圖1 溫度場模型Fig.1 Temperature Field Model

溫度場分析時(shí)混凝土和鋼材均采用Lie提供的熱工參數(shù)模型[11]，混凝土密度取為2 300 kg·m-3，含水率取5%，鋼材密度取為7 850 kg·m-3。厚涂型防火涂料導(dǎo)熱系數(shù)為0.116 W·(m·K)-1，比熱容為1 047 J·(kg·°C)-1[12-13]，整個(gè)升溫過程遵循ISO 834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，構(gòu)件與外部環(huán)境的熱交換按照第三類邊界條件(對(duì)流換熱和熱輻射)確定，受火面對(duì)流換熱系數(shù)取25 W·(m2·℃)-1，四面受火，綜合輻射系數(shù)取0.5。

1.2 熱力學(xué)模型

熱力學(xué)分析時(shí)，單元的網(wǎng)格劃分和節(jié)點(diǎn)編號(hào)與溫度場一致，混凝土、端板和型鋼采用8節(jié)點(diǎn)減縮積分三維實(shí)體單元(C3D8R)，鋼筋采用2節(jié)點(diǎn)桁架單元(T3D2)。熱力學(xué)分析模型網(wǎng)格劃分如圖2所示，其中U1為沿x軸方向的位移，U2為沿y軸方向的位移，U3為沿z軸方向的位移，UR2為繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，UR3為繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)約束。

圖2 熱力學(xué)模型Fig.2 Thermodynamic Model

熱力學(xué)分析時(shí)，混凝土采用塑性損傷模型，鋼材采用彈塑性模型，高溫下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用Lie模型[14]，熱膨脹系數(shù)為6×10-6，鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與熱膨脹系數(shù)均采用歐洲規(guī)范模型[15]。H型鋼與混凝土、H型鋼與端板、混凝土與端板之間的相互作用形式為綁定[6-7,16-18]，鋼筋與混凝土的相互作用形式為嵌入?yún)^(qū)域約束。上端邊界條件為U1=U2=UR2=UR3=0，下端邊界條件為U1=U2=U3=UR2=UR3=0。通過Buckle模型考慮柱初始缺陷，初始缺陷值設(shè)為L/1 000，L為柱長度。

2 模型驗(yàn)證

本文采用文獻(xiàn)[5]中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)PEC柱在高溫下的模型進(jìn)行了驗(yàn)證，主要參數(shù)見表1，試件截面信息及測點(diǎn)布置見圖3，其他參數(shù)詳見文獻(xiàn)[5]。

表1 試件參數(shù)Table 1 Specimen Parameters

2.1 溫度場驗(yàn)證

本節(jié)對(duì)CSS160試件進(jìn)行了溫度場的對(duì)比驗(yàn)證，具體測點(diǎn)位置如圖3所示，各測點(diǎn)實(shí)測溫度與模擬溫度對(duì)比如圖4所示?？梢钥闯?，數(shù)值分析溫度場結(jié)果與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，其中T11測點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果偏高可能是由于混凝土熱工參數(shù)選取與實(shí)際存在差別或爐體內(nèi)溫度分布不均勻，導(dǎo)致局部測點(diǎn)升溫速率高于理論升溫曲線；T12測點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果偏高可能是由于材料熱工參數(shù)選取與實(shí)際存在差別或試件制作時(shí)熱電偶位置存在偏差?？傮w上看，模擬值與試驗(yàn)值基本吻合。

圖3 試件截面及測點(diǎn)布置(單位:mm)Fig.3 Section and Measuring Points of Specimens (Unit:mm)

圖4 溫度-時(shí)間曲線驗(yàn)證Fig.4 Verification of Temperature-time Curves

2.2 熱力學(xué)驗(yàn)證

熱力學(xué)模擬驗(yàn)證時(shí)，上端邊界條件為U1=U2=0,下端邊界條件為U1=U2=U3=0，通過彈簧單元在柱上端施加軸向、轉(zhuǎn)動(dòng)約束，柱下端施加轉(zhuǎn)動(dòng)約束，彈簧剛度詳細(xì)參數(shù)見文獻(xiàn)[5]。圖5中k后數(shù)值為軸向彈簧剛度，k45表示軸向彈簧剛度為45 kN·mm-1，l后數(shù)值為荷載比，l0.7表示荷載比為0.7，依此類推。由圖5可以看出，數(shù)值模擬分析結(jié)果與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果在受火前期存在一定的偏差，可能是由于爐體內(nèi)整體升溫速率低于理論升溫曲線，從而導(dǎo)致構(gòu)件整體升溫較慢。耐火極限模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果存在一定偏差，可能是由于：①模擬計(jì)算得到的截面溫度分布與實(shí)際溫度場有一定偏差，從而導(dǎo)致 PEC 柱熱力學(xué)分析時(shí)存在偏差；②試驗(yàn)中高溫下 PEC 柱的軸向與轉(zhuǎn)動(dòng)約束是通過十字交叉梁施加的，通過試驗(yàn)給出的軸向及轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度值與實(shí)際施加于 PEC 柱的約束值存在一定的誤差，導(dǎo)致模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有所偏差。從總體上看，模擬值與試驗(yàn)值基本吻合。

圖5 軸向位移曲線驗(yàn)證Fig.5 Verification of Axial Displacement Curves

3 全過程分析及破壞模式

3.1 溫度場分析

本節(jié)以CSS160試件為典型試件進(jìn)行抗火全過程分析。按照ISO 834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線升溫9 000 s時(shí)PEC柱截面溫度云圖如圖6所示，升溫過程中不同特征點(diǎn)(T1為型鋼翼緣表面，T2為混凝土表面，T3為混凝土內(nèi)部，T4為型鋼腹板及相連混凝土)的溫度-時(shí)間曲線如圖7所示。

圖6 PEC柱截面溫度云圖Fig.6 Sectional Temperature Cloud Map of PEC Column

圖7 PEC柱溫度-時(shí)間曲線Fig.7 Temperature-time Curves of PEC Column

由圖6和圖7可知：型鋼和混凝土外表面同步受火，兩者溫度相差基本不大；由于熱量向試件內(nèi)部傳遞，試件表面溫度低于標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線；翼緣在900 s和3 100 s后溫度分別升至400 ℃和800 ℃(分別對(duì)應(yīng)鋼材強(qiáng)度開始退化和基本喪失承載能力)，而腹板中間部分升溫至400 ℃和800 ℃的時(shí)間分別為1 530 s和5 620 s，型鋼翼緣升溫速率遠(yuǎn)大于型鋼腹板。這是由于翼緣直接受火而腹板受到混凝土包裹，混凝土能夠從腹板吸收熱量，延緩腹板的升溫速率。由此可推斷，在保持含鋼率不變的情況下，適當(dāng)減小PEC柱翼緣面積比，提高被混凝土包覆型鋼面積，可提高其耐火極限。混凝土內(nèi)部溫度低于混凝土表面和型鋼腹板周圍混凝土的溫度，這是由于鋼材導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于混凝土，熱量同時(shí)從周圍環(huán)境、型鋼翼緣和腹板向混凝土內(nèi)部傳遞，因此混凝土內(nèi)部溫度最低。

3.2 耐火極限分析

火災(zāi)作用下PEC柱因溫度升高將產(chǎn)生豎向膨脹變形，同時(shí)由于初始缺陷的存在使PEC柱處于壓彎狀態(tài)，溫度升高將導(dǎo)致鋼材和混凝土彈性模量降低，進(jìn)而使得構(gòu)件豎向受壓和側(cè)向彎曲變形不斷增大，試件產(chǎn)生壓縮變形。PEC 柱在豎向荷載作用下總的軸向位移隨時(shí)間變化曲線如圖8所示，大致可以分為2個(gè)階段：

圖8 PEC 柱軸向位移-時(shí)間曲線Fig.8 Axial Displacement-time Curve of PEC Column

(1)柱膨脹階段(OA)。在升溫初期，由于溫度相對(duì)較低，材料彈性模量的降低不明顯，因此 PEC 柱熱膨脹變形大于壓縮變形， PEC 柱表現(xiàn)為膨脹伸長變形。隨溫度升高，材料彈性模量降低越來越顯著，豎向受壓和側(cè)向彎曲變形越來越大，試件壓縮變形速率越來越大，導(dǎo)致試件整體軸向位移增加逐漸變緩。當(dāng)材料彈性模量降低使得試件整體壓縮變形速率與膨脹變形速率相等時(shí)，試件軸向位移達(dá)到峰值點(diǎn)A。

(2)柱壓縮與破壞階段(AB)。隨著時(shí)間推移，溫度繼續(xù)升高，鋼材與混凝土進(jìn)一步劣化，試件整體收縮變形將大于熱膨脹變形，試件軸向位移開始逐漸下降，且軸向位移下降速率不斷加快。由于鋼材和混凝土強(qiáng)度不斷劣化，試件承載力也逐漸降低。根據(jù)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》(GB/T 9978.8—2008)規(guī)定：受壓柱無法再承受預(yù)定的豎向荷載，或試件的軸向變形達(dá)到0.01h(h為試件高度)，或軸向變形速率大于0.003hmin-1時(shí)，判定試件達(dá)到耐火極限。當(dāng)試件達(dá)到耐火極限點(diǎn)B時(shí)，認(rèn)為PEC柱失效破壞。

4 參數(shù)分析

4.1 溫度場參數(shù)分析

4.1.1 不同受火條件下型鋼溫度對(duì)比

由于型鋼翼緣溫度對(duì)PEC柱耐火極限影響顯著，本節(jié)分析不同受火條件下型鋼翼緣的溫度對(duì)比，主要考慮以下3種形式：H型鋼柱(四周受火)、 PEC 柱(四周受火)、PEC 柱(僅混凝土外露面受火)。選取型鋼翼緣與腹板交界處作為特征點(diǎn)，各受火條件下特征點(diǎn)升溫曲線及試件溫度場云圖如圖9、10所示。

圖9 不同受火條件下型鋼溫度對(duì)比Fig.9 Temperature Comparison of Steel Under Various Fire Conditions

由圖9可知：裸露H型鋼柱全截面升溫速率均較快，試件耐火性能較差；H型鋼腹板和翼緣間填充混凝土的PEC柱四周受火時(shí)，由于混凝土吸收熱量，能夠延緩型鋼翼緣升溫速率，且由于混凝土的保護(hù)，型鋼腹板溫度明顯低于型鋼翼緣，但由于型鋼直接受火，其翼緣升溫速率仍較快，很難滿足抗火設(shè)計(jì)要求；僅混凝土外表面受火時(shí)，由于混凝土導(dǎo)熱系數(shù)較小，其對(duì)型鋼翼緣和腹板起到保護(hù)作用，型鋼升溫速率顯著降低，試件耐火極限將顯著提高。因此，對(duì)于PEC柱，可主要考慮翼緣的防火保護(hù)，與型鋼柱相比，顯著降低了防火保護(hù)成本。

4.1.2 防火涂料厚度對(duì)PEC柱溫度場的影響

出于經(jīng)濟(jì)性考慮，僅對(duì)PEC柱型鋼翼緣涂刷防火涂料，涂刷防火涂料后PEC柱截面溫度場如圖10(d)所示，可以看出翼緣涂刷防火涂料后，PEC柱截面溫度顯著降低。不同防火涂料厚度(5、8、10、12、14、16、18、20 mm)下型鋼翼緣與腹板交界處的升溫曲線如圖11所示，可以看出：防火涂料有效降低了PEC柱的升溫速率，且防火涂料越厚，試件升溫越緩慢。

圖10 不同受火條件下各截面溫度云圖Fig.10 Sectional Temperature Cloud Map Under Various Fire Conditions

圖11 防火涂料厚度對(duì)PEC柱溫度的影響Fig.11 Influence of Fireproof Coating Thickness on Temperature of PEC Columns

4.1.3 截面尺寸對(duì)溫度的影響

不同截面尺寸(250 mm×250 mm×9.4 mm×14.8 mm、400 mm×400 mm×15 mm×23.68 mm、160 mm×152 mm×6 mm×9 mm)PEC柱型鋼腹板中心處的升溫曲線如圖12所示?？梢钥闯觯涸龃蠼孛娉叽缈梢越档蚉EC柱升溫速率，截面尺寸越大，試件升溫越緩慢，這是由于截面尺寸越大，混凝土尺寸越大，混凝土吸熱能力越強(qiáng)，同時(shí)鋼材被更好地包覆，PEC柱內(nèi)部升溫越慢。

圖12 截面尺寸對(duì)PEC柱溫度的影響Fig.12 Influence of Section Size on Temperature of PEC Columns

4.2 耐火極限參數(shù)分析

為得到更加經(jīng)濟(jì)合理的PEC柱防火措施，本節(jié)以PEC-1模型(CSS160試件)為基準(zhǔn)模型進(jìn)行參數(shù)分析，主要考察荷載比μ(μ=P0/NRd，其中NRd為室溫下柱的承載力)、長細(xì)比λ、縱筋配筋率β、翼緣面積比γ(翼緣面積與型鋼面積的比值)、截面尺寸和防火涂料厚度t等參數(shù)對(duì)PEC柱抗火性能的影響規(guī)律，各模型參數(shù)取值如表2所示。

表2 PEC 柱分析參數(shù)Table 2 Analysis Parameters of PEC Columns

荷載比對(duì)PEC柱抗火性能的影響如圖13所示?？梢钥闯觯荷郎爻跗?，試件軸向變形主要受熱膨脹變形影響，不同荷載比下PEC柱初始變形速率相同，但隨荷載比增大，PEC柱更容易因材料強(qiáng)度和彈性模量退化而達(dá)到極限狀態(tài)，試件最大軸向位移和耐火極限均顯著降低。

圖13 荷載比對(duì)PEC柱抗火性能的影響Fig.13 Influence of Load Ratio on Fire Resistance of PEC Columns

圖14為縱筋配筋率對(duì)PEC柱抗火性能的影響?？梢钥闯觯寒?dāng)保持荷載與H型鋼面積不變時(shí)，PEC柱軸向變形隨縱筋配筋率的增加而減小，耐火極限隨縱筋配筋率的增加而增加。這是由于縱筋溫度低于型鋼翼緣和外圍混凝土，將對(duì)型鋼和外圍混凝土的膨脹變形產(chǎn)生約束，因此縱筋配筋率增加將減小柱軸向變形。同時(shí)增大配筋率將增加PEC柱軸壓承載力，在荷載不變的情況下相當(dāng)于降低了荷載比，因此耐火極限有一定提高，但由于縱筋面積變化相對(duì)較小，對(duì)耐火極限的影響不大。當(dāng)保持荷載比與H型鋼面積不變時(shí)，軸向變形和耐火極限均隨縱筋配筋率的增大而減小。這是因?yàn)樵龃罂v筋配筋率將增加柱軸壓承載力，在荷載比不變的情況下，柱端軸壓荷載更大，考慮彎曲初始缺陷的情況下，柱中二階彎矩更大。同時(shí)，縱筋距柱截面中心較近，對(duì)柱抗彎剛度及抗彎承載力貢獻(xiàn)較小。因此在火災(zāi)作用下，隨著溫度升高和型鋼翼緣性能劣化，PEC柱承載性能降低更快，耐火極限也相應(yīng)降低。類似結(jié)論在型鋼混凝土柱抗火性能研究[19-28]中也有報(bào)道。

圖14 縱筋配筋率對(duì)PEC柱抗火性能的影響Fig.14 Influence of Longitudinal Reinforcement Ratio on Fire Resistance of PEC Columns

圖15為翼緣面積比對(duì)PEC柱抗火性能的影響。可以看出，耐火極限隨翼緣面積比的減小而增大。這是因?yàn)镻EC柱翼緣外露，翼緣面積越大，型鋼升溫越快。為提高PEC構(gòu)件的耐火極限，可在保證含鋼率不變的情況下，適當(dāng)減小翼緣厚度，降低翼緣面積比。

圖15 翼緣面積比對(duì) PEC 柱抗火性能的影響Fig.15 Influence of Flange Area Ratio on Fire Resistance of PEC Columns

圖16為截面尺寸對(duì)PEC柱抗火性能的影響。可以看出，耐火極限隨截面尺寸的增大而增大。這是因?yàn)榻孛娉叽缭酱?，截面?nèi)部鋼材和混凝土升溫越緩慢，試件劣化所需熱量就越多，試件耐火性能越好，耐火極限越大。

圖16 截面尺寸對(duì) PEC 柱抗火性能的影響Fig.16 Influence of Cross-section Dimensions on Fire Resistance of PEC Columns

圖17為長細(xì)比對(duì)PEC柱抗火性能的影響?？梢钥闯觯突饦O限隨長細(xì)比的增大而減小。這是由于構(gòu)件的長細(xì)比越大，構(gòu)件在火災(zāi)中的“二階”效應(yīng)影響就越明顯，火災(zāi)下的構(gòu)件承載力就越小，耐火極限越低。

圖17 長細(xì)比對(duì)PEC柱抗火性能的影響Fig.17 Influence of Slenderness Ratio on Fire Resistance of PEC Columns

圖18為翼緣防火涂料厚度對(duì)PEC柱抗火性能的影響，荷載比調(diào)整為0.5?？梢钥闯觯菏褂梅阑鹜苛巷@著提高了柱的耐火極限，且試件耐火極限隨防火涂料厚度增加而顯著增大；僅在翼緣涂刷防火涂料即可滿足一級(jí)耐火極限要求。

圖18 防火涂料厚度對(duì)PEC柱抗火性能的影響Fig.18 Influence of Fireproof Coating Thickness on Fire Resistance of PEC Columns

5 耐火極限簡化計(jì)算

前述的參數(shù)分析表明：截面尺寸、荷載比、長細(xì)比和防火涂料厚度是PEC柱耐火極限的主要影響因素，而翼緣面積比、縱筋配筋率對(duì)PEC柱耐火極限的影響相對(duì)較小，此處為簡化計(jì)算不做考慮。因此根據(jù)工程常用參數(shù)范圍，截面周長C=624～1 600 mm，荷載比μ=0.2～0.7，長細(xì)比λ=30～78.3，防火涂料厚度t=0～18 mm，可以回歸出四面受火PEC柱耐火極限簡化計(jì)算公式為

(1)

式中：Tcr為耐火極限。

圖19為PEC柱耐火極限簡化公式計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比，公式計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果比值的平均值為1.252 6，并計(jì)算出相關(guān)系數(shù)為0.995 87，吻合較好。

圖19 Tcr計(jì)算值與模擬值對(duì)比Fig.19 Comparison of Tcr Calculated Value and Simulated Values

6 結(jié)語

(1)建立了軸壓荷載下PEC柱的溫度場和耐火極限數(shù)值分析模型，通過已有試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了分析模型的準(zhǔn)確性。

(2)PEC柱在高溫導(dǎo)致的熱膨脹變形和材料劣化導(dǎo)致的壓縮變形共同作用下發(fā)生先伸長后壓縮的軸向變形，并最終因?yàn)檩S向變形和變形速率達(dá)到臨界狀態(tài)而發(fā)生破壞。

(3)由于翼緣直接受火，PEC柱很難滿足耐火極限要求，但混凝土能夠保護(hù)型鋼腹板及翼緣內(nèi)表面，延緩腹板升溫速率，顯著降低PEC柱防火保護(hù)成本。

(4)荷載比、長細(xì)比與防火涂料厚度對(duì)PEC柱耐火極限影響最為顯著，其中防火涂料能夠顯著降低型鋼升溫速率，提高PEC柱耐火極限，僅對(duì)PEC柱翼緣涂刷防火涂料即可滿足一級(jí)耐火極限要求。

(5)荷載比和含鋼率保持不變時(shí)，降低翼緣面積比同樣可以提高PEC柱耐火極限，抗火設(shè)計(jì)時(shí)可綜合運(yùn)用不同防火措施降低防火涂料用量，節(jié)約造價(jià)。

(6)在參數(shù)分析基礎(chǔ)之上，考慮防火涂料厚度影響，回歸出四面受火PEC柱耐火極限公式，可供實(shí)際工程參考。