基于SMCS模型的高强螺栓及节点火灾全过程断裂性能模拟

高强螺栓广泛应用于钢结构节点连接，火灾高温会影响其基本材性和断裂行为，从而影响螺栓节点抗火性能甚至整体结构抗倒塌性能。基于10.9级高强螺栓火灾全过程(升温段、降温段、火灾后)单轴拉伸试验结果，结合有限元模拟，对不同温度历程和应力三轴度对应的螺栓SMCS断裂模型进行校准，并与螺栓材性试验和T-stub节点试验结果对比验证；对T-stub节点火灾全过程断裂行为进行参数分析，研究损伤准则和温度历程对节点失效模式和变形特征的影响。结果表明：校准的SMCS模型能够有效、准确地预测螺栓和节点在火灾全过程和高应力三轴度(0.3～1.2)下的受拉断裂行为，适用预测误差在12%以内；拉伸温度和峰值温度是影响高强螺栓抗断能力的主要因素，螺栓抗断能力随温度升高而提高；不同温度历程下T-stub节点可能发生翼缘板屈服断裂、翼缘板和螺栓同时屈服断裂、螺栓屈服断裂三种失效模式，且节点的变形能力(延性系数)与失效模式有关，确定钢板母材和螺栓的断裂模型是准确预测节点失效模式的关键。