钢筋混凝土框架作为目前应用最广泛的结构,虽被认为具有良好的抗火性能,但近年来建筑火灾频繁发生,已造成相当数量的火灾混凝土结构破坏或整体倒塌事故,如2013年衡阳衡州大厦11.3特大火灾,2015年哈尔滨商铺大火等事故。火灾(高温)作用不仅使钢筋与混凝土材料的力学性能和二者之间的粘结强度严重恶化,而且结构的内力分布、塑性铰形成的位置与顺序以及转动性能也会发生改变。目前,对钢筋混凝土结构抗火性能研究也主要限于单独构件的耐火性能研究,考虑结构约束的构件和子结构抗火试验仍比较少见。另一方面,在火灾和次生灾害共同作用下,结构产生非线性大变形,且不断积累损伤,如结构薄弱部位或关键构件失效,可能引起周边构件的破坏,进而导致结构整体或局部的倒塌。现有的火灾倒塌研究大多针对于钢结构,对钢筋混凝土结构倒塌研究仅限于常温情况。因此,有必要研究钢筋混凝土结构受火灾作用的大变形受力机理与抗倒塌时的转动和拉结性能。本文开展的研究工作主要包括以下几个方面:(1)完成了5种梁端特殊配筋构造的钢筋混凝土节点的火灾前竖向推覆试验,全程观察了裂缝开展及塑性铰的形成过程,并测量了竖向荷载、水平支座反力的发展以及挠度变化。通过比较关键截面的轴力-弯矩曲线(N-M曲线),重点研究不同种梁端构造对未受火钢筋混凝土节点倒塌工况下转动能力的影响,揭示了钢筋混凝土梁柱节点竖向推覆的力学性能以及潜在的破坏机制。(2)完成了4次火灾下与4次火灾后的钢筋混凝土梁柱节点竖向推覆试验。全程监测了RC梁柱节点的升降温反应,包括温度场的发展和水平力的响应以及升降温过程的挠度变化;并测量了推覆试验过程中的竖向反力、水平力的发展以及挠度变化,重点研究梁端构造与高温作用对梁柱节点倒塌时的转动能力的影响。基于试验现象与试验结果,对各种梁端构造在抗火灾倒塌设计中的实际应用提出建议。(3)基于相关试验结果,进一步分析试件锚固构造的差异对节点火灾下(后)拉结能力的影响。主要考察的变量包括:锚固构造方式(不同锚固长度、纵筋通长以及直线与弯钩锚固形式),受火条件(常温下、火灾下与火灾后),柱移除情况(中柱或边柱移除)以及跨高比。此外,分析讨论了柱内锚固段的粘结应力分布情况并推导了简化的计算方法;探讨了应变渗透效应对梁底纵筋的应变分布规律的影响因素,并强调此方面研究的重要性。(4)考虑到大尺寸的结构试验一般需要花费大量资金与时间,而数值模拟则需要深入的专业知识并消耗巨大的计算成本。而且,以往的理论分析方法相当复杂,但计算精度却仍然不高,更没有考虑火灾的影响。因此,基于关键截面的轴力-弯矩复合受力状态分析,同时考虑火灾引起的材料损伤以及温度内力和变形,提出了一种实用的简化计算方法。该方法选取关键点将承载力-挠度曲线简化为多线段以表征柱失效后的框架节点的响应。通过比较计算结果与试验结果验证了该方法的可靠性。