摘要：“9·11”事件發生后,火災下鋼結構倒塌研究得到了世界各國學者的廣泛關注。鋼材的物理、力學性能在高溫下會顯著降低,從而鋼結構極易發生倒塌。因此,該文基于平面鋼框架在單柱受火條件下的倒塌試驗,應用大型商業有限元軟件ABAQUS的顯式動力分析模塊,并采用梁單元對試驗進行數值模擬,重點研究了鋼材高溫材性模型對火災下鋼框架結構倒塌模擬的影響,提出了適用于火災下鋼框架結構倒塌模擬的鋼材高溫應力-應變本構模型和熱膨脹系數模型的建議。該文列舉了常用的三種高溫應力-應變本構模型,同時考慮應變率效應的影響,通過模擬結果與試驗結果的差異對比,分析了各個模型應用于火災下鋼框架結構倒塌模擬的有效性。理想高溫應力-應變本構模型,會導致臨界溫度與失效模式模擬不準確,應用存在一定局限性;EC3高溫應力-應變本構模型可較為準確地模擬準靜態失效模式,但對于動力失效模式的模擬存在一定局限性;因此,對于準靜態失效模式倒塌模擬,建議采用EC3或改進的EC3高溫應力-應變本構模型;對于動力失效模式的倒塌模擬,建議采用改進的EC3高溫應力-應變本構模型,并采用應變率效應增大系數(DIF)的方法以考慮應變率效應的影響。此外,通過四種鋼材熱膨脹系數模型的對比,進一步研究了鋼材“相位變換”現象對火災下鋼框架結構倒塌模擬的影響。結果表明,雖然歐洲規范EC3給出了精細的熱膨脹系數模型,但采用GB 51249取值的計算結果與試驗符合更好,建議采用中國規范GB 51249的相關規定。