随着我国装配式建筑的发展与推广,叠合板组合梁得到了广泛应用。这种新型叠合板组合梁由混凝土叠合板和钢梁通过抗剪连接件组合而成,其中叠合板中加入了桁架钢筋,增强预制板与现浇层的整体性。叠合板组合梁不仅具有平板组合梁承载力高、截面高度小和抗震性能好等优点,而且工业化程度高,符合装配式建筑发展方向。叠合板组合梁是装配式建筑结构中最重要的受弯构件,也是组成建筑结构框架不可或缺的一部分。当建筑架构突发火灾时,叠合板组合梁作为主要的受力构件,其火灾行为是影响装配式建筑结构抗火性能的一个重要因素。通过对国内外组合梁力学性能和抗火性能研究现状的梳理,发现组合梁上部翼板形式的不同,组合梁在火灾中的力学行为和破坏形态存在显著差别,再加上叠合板中存在大量的新旧混凝土结合界面以及预制板间拼缝,这些因素必然会导致叠合板组合梁在火灾中的行为明显不同于传统形式组合梁。目前国内外尚未有对该类叠合板组合梁进行抗火性能的研究。因此,有必要对叠合板组合梁的抗火性能进行研究。本文对足尺分离式叠合板组合梁及现浇板组合梁进行了均布荷载作用下的火灾试验和火灾前后的力学性能试验。研究了组合梁在受火过程中沿板厚混凝土温度场分布规律、混凝土板中钢筋温度、沿钢梁高度温度场分布规律、抗弯刚度和叠合板与钢梁的整体工作性,以及火灾前后叠合板组合梁的承载能力与破坏形态,并利用ABAQUS软件对叠合板组合梁在热力耦合作用下的温度场和变形行为进行了数值模拟分析。得出主要结论如下:(1)火灾作用下,预制底板拼缝对叠合板局部温度场分布产生了明显影响,同一试件拼缝处的温度高于非拼缝处的温度。远离拼缝区域,新旧混凝土结合界面及拼缝对叠合板的温度场无明显影响。总体而言,分离式叠合板组合梁与现浇混凝土板组合梁的温度场分布规律大致相同。(2)由于分离式叠合板组合梁结构形式的不同,其在火灾后的宏观形态(混凝土的开裂及剥落情况)相比于现浇板组合梁要差一些,但未发生明显破坏,整体性良好,仍能共同承受荷载。由于结合界面和拼缝的存在,组合梁的抗弯刚度明显降低。(3)板面负弯矩作用区域内出现的纵向裂缝,削弱了组合梁的抗火性能,建议加强板面负弯矩作用区内的配筋,有助于提高组合梁的抗火性能。(4)组合梁受火过程中,栓钉间距与后浇层厚度对组合梁的变形影响不大,预制板在钢梁上翼缘的搭接长度对组合梁变形能力影响显著。(5)自然冷却过程中,随着温度的降低竖向变形逐渐恢复,然而试件设计参数的不同并未导致变形恢复量出现明显不同,因此温度是影响组合梁变形恢复量的主要原因。(6)翼板形式的不同导致组合梁翼板的破坏形态不同。分离式叠合板组合梁板底及板侧面裂缝分布较少,破坏形态主要表现为叠合板间拼缝间距增大,1/4L拼缝处结合界面出现粘结破坏,进而导致该位置现浇层出现贯通斜裂缝。现浇板组合梁板底及板侧均布大量裂缝,主要破坏形态表现为板底受拉区出现过宽横向裂缝。(7)通过常温静载试验可以发现,拼缝处的结合界面在接近极限荷载时才出现水平开裂。因此,建议以拼缝处结合界面出现水平开裂作为该类组合梁是否达到极限荷载的评判标准之一。(8)火灾作用后试件的极限承载能力损失21.4%,刚度和延性也均有明显降低,栓钉间距及预制板间拼缝对试件的抗弯刚度影响显著,但栓钉间距及翼板形式对极限承载力影响不大。(9)利用ABAQUS软件对叠合板组合梁的温度场及变形进行了数值模拟计算。对比试验结果与数值模拟结果,二者吻合良好,验证了数值模型的有效性和可行性。