编者的话

本期是钢结构抗火专辑,向读者介绍国内外钢结构抗火研究的最新进展。新加坡钢结构协会会长J Y Richard Liew在“火灾下钢结构的性能与高等分析”中提出用一种非线性有限元模拟构件,以真实表达整体结构在火灾状态下的非线性行为,对火灾下的结构进行性能分析。实验是进行钢结构抗火研究的一种有效     

钢结构的抗火研究概述

由于钢结构的耐火性差,其抗火研究一直是建筑安全领域的研究重点。参考国内外资料,论述了钢结构抗火研究的意义,介绍了建筑室内火灾的发展和温度的变化,以及火灾中钢结构的温度响应和结构响应,概述了钢结构抗火研究的主要方法,同时指出目前研究中尚存在的不足和进一步研究的方向。     

基于高温下钢绞线力学性能的预应力钢结构抗火分析

基于对高温下钢绞线力学性能试验成果的分析,回归出可用于理论分析和数值计算的钢绞线高温性能模型。考虑火灾下钢结构材料升温的真实时间历程,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立了用于预应力钢结构抗火分析的数值模型,并对预应力钢结构的抗火分析方法进行研究。通过算例分析探讨了钢绞线索材截面几何参数选取对结构抗火性能的影响;结合结构抗火的全过程响应,进一步分析火灾作用下预应力钢结构的抗火性能及特点。     

大跨度建筑钢结构抗火性能研究进展与趋势

大跨度建筑空间大,火灾升温区别于小室火灾.大跨度建筑钢结构体系不同于多高层梁柱框架钢结构体系,其火灾下力学响应更加复杂.如何科学地评价大跨度建筑钢结构,特别是空间杆系钢结构和预应力张拉钢结构的抗火性能,受到了科研和工程技术人员越来越多的关注.简要回顾了大跨度建筑钢结构抗火的研究历程,论述了近年来大跨度建筑钢结构抗火研究...     

钢结构构件热响应的研究现状

钢材在高温下强度和刚度都将迅速降低，介绍了国内外关于钢结构构件在火灾中热响应的试验和计算机数值模拟的研究成果，并着重介绍了在无保护层、有保护层和截面温度非均匀分布三种情况下构件的热响应分析计算方法，提出了火灾中钢结构构件抗火设计今后需要研究的问题。     

某航站楼屋顶钢结构防火设计的案例分析

火灾下钢结构防火响应行为与火灾规模、持续时间、结构形式以及受火构件与火源的位置等都有较大关系。航站楼作为特殊大空间建筑,由于其功能要求和内部可燃物的分布特点及屋顶钢结构体系亦与普通建筑有很大差别。本文以某机场航站楼屋顶钢结构的防火保护设计为例,采用性能化防火设计方法对航站楼屋顶钢结构在实际火灾环境的安全性进行分析,并提出安全合理的防火保护措施。     

浅谈钢结构抗火计算方法

对钢结构抗火设计的意义、建筑室内火灾的发展与温度变化进行了介绍，主要对钢结构在火灾条件下反应分析的有限元方法及其研究成果进行综述，并且指出了钢结构高温设计分析的发展方向。     

钢结构抗火的计算及措施

介绍了火灾下钢结构内部温度场计算、钢结构抗火的设计方法,并总结了钢结构抗火的措施、防火涂料的选用与施工要求,为钢结构抗火设计积累了经验,对钢结构抗火性能的进一步研究具有重要的意义。     

钢结构耐火结构响应及影响因素分析

介绍了钢结构的优点,从结构的力学原理出发,分析了梁板柱等钢结构构件在火灾条件下的结构响应,并对钢结构构件耐火性能的影响因素进行了详细的分析说明,以推广钢结构的应用,同时为钢结构的抗火设计提供了依据。     

钢结构节点火灾下的升温试验研究与理论分析

主要研究钢结构节点在火灾下的升温情况及有限元温度分析,利用自行设计和制作的试验炉,对钢结构节点的升温过程进行了试验研究,得出了火灾下钢结构的升温曲线,给出了计算节点升温的经验公式,并对火灾下的钢结构节点的温度进行了理论分析,理论分析结果和试验结果比较吻合.说明了理论分析的可行性和可靠性,进而论述了火灾下钢结构升温的一般规律,为节点的抗火设计和防火涂料的设计提供理论依据.     

火灾中外伸端板节点的弹簧模型和试验研究

为得到外伸端板节点的抗火性能,采用火灾试验炉对4个足尺H型钢进行了火灾行为的研究。从试验中得到了外伸端板节点试件的破坏特征和破坏模式。通过比较有无加劲肋以及不同厚度的端板的节点的抗火能力,分析了加劲肋和端板厚度对节点抗火能力的影响。此外,还描述了弹簧模型,用于预测外伸端板钢节点在高温下的性能。节点构成被认为由预先设定力学性能的弹簧构成,例如,刚度和强度。高温下的节点响应可以通过汇集构成、刚度和强度来预测,而刚度和强度的下降由中国现行的钢结构火灾安全技术规范建议的升温过程来设定。结果表明,模型计算结果与试验数据很吻合。     

钢结构抗火计算

介绍了钢结构抗火计算与设计方法的发展过程,论述了钢结构抗火设计的概念与意义、建筑室内火灾的发展与温度变化、钢结构构件内部温度场的计算、钢结构材料的高温性能、火灾下钢结构设计一般步骤以及高温下结构分析的有限元方法。指出了钢结构高温设计分析的发展方向。     

钢框架结构整体抗火性能的数值分析

钢结构耐火性能差,其强度及弹性模量等基本力学指标在高温下急剧下降,一旦发生火灾往往导致结构倒塌。目前国内的钢结构设计主要采用试验的抗火设计方法,很难模拟荷载分布、大小等情况的影响,而通过数值计算进行抗火性能研究则可以合理的确定钢结构抗火极限及防火保护措施。本文考虑静力荷载和温度应力的影响,对钢框架进行整体抗火极限状态数值分析。     

基于足尺抗火试验的三维框架结构消防安全分析

分析三维框架结构(如工业厂房)的消防安全。冷弯薄钢板作为结构构件使用,并对建筑进行了足尺抗火试验。利用有限元模型SAFIR进行盲预测分析,对火灾荷载密度为625MJ/m2、通风系数为0.009m1/2的标准火灾和自然火灾下结构构件的热响应进行预测。与预期一样,由于是薄钢板,冷弯截面的温度或多或少与防火分区内气体温度相关。力学响应的预测结果给出了27min(标准火灾)和54min(自然火灾)的抗火能力。利用足尺抗火试验结果对模型进行了验证,证明了62min的抗火能力。与一个简单的2.5D模型进行比较,证明了所提供的结果足够精确、适用于日常设计。     

某建筑整体钢结构抗火响应特性的比较

以某钢结构建筑为例,在分别采用CFD模拟真实火灾温升和ISO 834标准温升两种情况下,利用ABAQUS软件后处理二次开发程序进行基于整体的钢结构抗火承载力分析,用直观云图显示受火构件破坏位置。结果表明,火灾温升曲线不仅影响钢结构破坏的时间,而且影响初始破坏构件的位置。得出只有基于整体的钢结构抗火分析才能反映火灾下钢结构的内力重分布作用,且在钢结构抗火验算中应当采用最接近真实工况的温升曲线的结论。     

钢结构抗火设计方法的发展

论述了火灾对钢结构的危害和钢结构抗火设计的目标与意义。介绍了传统的钢结构抗火设计方法和基于计算的现代钢结构抗火设计方法以及所存在的问题,指出了今后钢结构抗火设计的发展趋势。     

第三届全国钢结构防火及防腐技术研讨会暨第一届全国结构抗火学术交流会

会议内容 火灾中结构的性能、高温下结构材料的性质、结构抗火试验研究、结构抗火分析、结构防火材料、结构抗火设计、结构火灾实例、火灾中结构受损评价及修复、钢结构防腐材料、钢结构防腐技术。     

第三届全国钢结构防火及防腐技术研讨会暨第一届全国结构抗火学术交流会

主办:中国钢协钢结构防火与防腐分会;中国建筑学会抗震防灾分会结构抗火专业委员会承办:福州大学会议内容火灾中结构的性能:高温下结构材料的性质;结构抗火试验研究;结构抗火分析;尚需研究的结构抗火问题;结构防火材料;结构抗火设计;结构火灾实例;火灾中结构受损评价及修复;钢结构防腐材料;钢结构防腐技术     

钢结构的抗火机理与结构设计

分析了钢结构的耐火极限及其在火灾条件下的破坏机理。从钢结构的抗火计算和防火构造措施设计两个方面，介绍了钢结构的抗火结构设计方法。     

钢结构抗火安全研究现状与发展趋势

火灾引起的高温严重降低建筑钢材的强度和刚度,从而造成钢结构损伤、严重破坏甚至倒塌。20世纪90年代人们开始重视钢结构抗火理论研究,2001年美国“9·11”事件引起了世界各国对钢结构抗火问题的高度关注。结构抗火学科经过几十年的发展,已形成系统的抗火理论和设计方法,文章介绍火灾引起钢结构破坏的原因,论述结构抗火设计原则的发展过程,归纳近年来钢结构抗火研究的重大进展,指出钢结构抗火的重要发展趋势,供有关研究者参考。