板柱结构是由楼板和柱组成其承重体系的结构,一般以钢筋混凝土材料为主。钢筋混凝土板柱结构具有层间高度低、施工速度快、便于分隔房间等优点,凭借着众多优势得到了不断地发展,在地下车库、多层厂房等工程中广泛应用。在板柱结构中,由于板柱节点处内力大、受力状态复杂,极易发生冲切破坏,是板柱结构的薄弱部位。此外,由于板柱节点是整个结构的关键传力部位,当某一节点发生冲切破坏后,会引起结构内力重分布,进而造成相邻节点的内力突然增大,最终可能导致结构发生连续倒塌。在火灾下,钢筋混凝土材料的强度都随着温度的升高而降低,板柱节点处更容易发生冲切破坏。因此,深入研究火灾下钢筋混凝土板柱结构的抗冲切性能,对于板柱结构的设计与加固具有重要意义。本文以钢筋混凝土板柱节点为研究对象,对板柱节点在火灾下的抗冲切性能进行深入研究。主要研究工作如下:(1)首先对常温下板柱节点抗冲切性能进行研究。以湖南大学的板柱试验为基础,利用ABAQUS有限元软件,对板柱节点抗冲切性能进行数值模拟。通过模拟结果与试验现象以及试验数据进行对比,证明有限元模型的准确性。其次,在板的中性层设置不同相对配筋率的斜向钢筋,斜向钢筋采用与板底钢筋相同直径、相同类型的钢筋,研究设置斜向钢筋对板的冲切性能以及穿透性能的提高。研究发现:设置斜向钢筋会提高板的抗冲切性能和抗穿透性能;而且设置斜向钢筋的相对配筋率越大,板的抗冲切及抗穿透性能相对提高率越大;在斜向钢筋相对配筋率为100%时,对于穿透荷载的提高率增长的最多。(2)在确定钢筋和混凝土热工性能的基础上,利用有限元软件ABAQUS,建立钢筋混凝土板柱节点的温度场有限元分析模型,从而进行温度场分析。按ISO-834国际升温曲线沿着板顶加热两个小时后,板顶混凝土温度达到1000多摄氏度,板底混凝土仅为200摄氏度;说明热量的传递需要一定的时间。模拟分析得到的温度曲线与国际升温曲线相符,为进行热-力耦合分析做基础。(3)在确定钢筋与混凝土热-力本构关系和温度场分析的基础上,以一国外高温板柱试验为对比,利用ABAQUS的热-力耦合模块建立高温下钢筋混凝土板柱节点的有限元模型,对高温下钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能进行分析。同时,像常温一样在板的中性层设置斜向钢筋,研究斜向钢筋对于高温下板的抗冲切性能和抗穿透性能的提高率。研究结果表明:在高温条件下,板中设置斜向钢筋,同样会提高板的抗冲切性能和抗穿透性能;板中部设置斜向钢筋在相对配筋率为100%时最适宜,对穿透时间提高率增长的最多。由此可以说明:在板中性层设置斜向钢筋可以提高板的抗冲切性能以及抗穿透性能,在火灾下设置相对配筋率为100%(即斜向钢筋数量与柱上板带穿柱钢筋数量相等)的斜向钢筋,可以提高穿透时间9.417%。延长板发生坍塌的时间,对于未来提高板柱结构的抗火性能做出一些参考。