建筑结构用耐火钢性能及涂料涂覆减薄研究

对采用Nb、Ti、Mo复合微合金体系优化设计的345MPa级耐火钢常温、高温下的力学性能进行研究。结果表明,优化后的345MPa级耐火钢有较低的屈强比与良好的高温力学性能。对普通Q235钢梁与345MPa级耐火钢梁进行不同厚度涂料涂覆和耐火测试,对钢结构防火涂料的涂覆减薄进行研究。结果表明,在同等防火涂料涂覆条件下,345MPa级耐火钢耐火极限高于普通Q235钢梁,耐火极限的提高主要由于软化温度的提高。345MPa级耐火钢在涂料涂覆减薄的条件下,满足北京2022冬奥会滑雪大跳台裁判塔二级防火设计要求。     

马钢耐火钢梁的抗火试验与设计验算

针对马鞍山钢铁公司开发的Q345级耐火钢,进行了三根耐火钢梁在ISO—834规定的标准升温曲线升温作用下耐火极限的试验研究,测得了炉内温度、梁的温度与挠度,并将试验结果与ANSYS有限元软件模拟计算结果进行了对比。结果表明,试验钢梁的承载力极限状态为截面弯矩达到截面塑性弯矩时的状态,梁的整体稳定并未起控制作用。采用上海《建筑钢结构防火技术规程》中的有关公式对试验进行了验算,证明了该规程中的公式同样适用于耐火钢。     

CFRP加固钢筋混凝土梁耐火性能试验研究

采用厚型防火涂料和硅酸钙防火板对3根CFRP加固钢筋混凝土梁进行了不同方法的防火保护,在ISO834标准升温条件下进行耐火性能对比试验。分析了不同防火方法及端部锚固性能对高温下CFRP加固梁的温度场变化规律、跨中挠度、破坏形态及耐火极限的影响。试验研究表明:采用50mm厚防火涂料和40mm硅酸钙防火板对加固梁进行三面U型防火保护,耐火极限均可达到2.0h;提高CFRP的端部锚固性能可有效地改善加固梁的耐火性能;防火涂层中增设钢丝网片约束防火涂料、防止开裂和脱落效果明显。试验结果分析表明:CFRP加固混凝土梁防火保护的重点并非是CFRP材料本身,而是钢筋混凝土梁;可以通过延缓钢筋与混凝土材料的温度增长来推迟加固梁达到极限状态的时间,从而获得较好的耐火性能。     

CFRP抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究

采用厚型防火涂料对4根碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了IS0834标准升温条件下的恒载升温耐火性能试验,得到了试验梁的测点温度、位移随时间增加的分布关系.分析了不同加载方式、剪跨比、加固量和防火保护层厚度对高温下CFRP抗剪加固梁的跨中挠度、破坏形态及耐火极限的影响.试验结果表明:在相同的弯、剪富余量,相...     

厚型防火涂料保护下CFRP梁耐火设计

文中以当前国内外研究成果为基础,用ANSYS对加固构件进行了高温下的传热分析和力学分析,在计算机上再现了防火试验的全过程。研究了荷载比、CFRP加固量、防火材料厚度以及混凝土保护层厚度等因素对采用厚型防火涂料的CFRP加固梁耐火极限的影响规律,并得到了不同工况下的CFRP加固钢筋混凝土梁的耐火极限,为CFRP加固混凝土梁的防火设计提供了依据。     

建筑构件的耐火极限试验

简单介绍了建筑构件的定义及其耐火极限的判定条件,分别阐述了建筑构件耐火试验的具体过程及操作要点,并指出了影响耐火极限的因素及提高构件耐火极限的具体措施,以指导实践。     

钢管-型钢混凝土柱耐火性能有限元分析

随着建筑结构的发展,钢混结构作为现代装配式建筑的主要形式之一,其耐火性能对建筑结构的整体能力影响重大。根据已有的试验研究,利用有限元分析软件ABAQUS构建了钢管-型钢混凝土柱的热-力耦合本构模型,分析了在ISO-834标准升温曲线下不同轴压比、偏心率、长细比和截面边长对钢管-型钢混凝土柱耐火极限的影响。模拟结果表明：构件耐火极限随着轴压比、偏心率和长细比的增加而降低;而在相同受火和荷载条件下,构件耐火极限随着截面边长的增加而增加。     

木结构建筑构件耐火性能试验研究

对木结构建筑构件进行一系列标准耐火试验,研究木结构建筑构件的耐火性能、破坏模式以及验证构件的耐火极限值。所测试的构件包括木构架墙体、木构架楼板与天花板吊顶,以及胶合木梁和木柱。研究结果表明,木结构建筑构件具有较好的耐火性能,能达到所要求的耐火极限。木构架墙体和楼板的耐火性能与石膏板的厚度和层数有关。截面尺寸较大的胶合木梁和木柱,因木材炭化速度慢,能保持1.0h以上的承载功能。试验结果为合理确定木结构的耐火性能提供了相关知识和数据。     

建筑隔震橡胶支座防火保护试验研究

建筑隔震橡胶支座防火是减、隔震技术在我国推广应用的关键问题之一。按照GB/T 9978. 7—2008《建筑构件耐火试验方法第7部分:柱的特殊要求》,设计完成3组建筑隔震橡胶支座足尺耐火及防火保护试验,并结合有限元数值模拟预评估选择合理的防火保护材料、方法及阈值,旨在研究典型防火保护构造措施和材料对建筑隔震支座耐火性能的影响。结果显示:无防火保护建筑隔震橡胶支座不能满足GB50016—2014《建筑设计防火规范》一级耐火等级建筑柱子的耐火时间3 h规定,耐火时间仅为82 min;对于厚型涂料保护建筑隔震橡胶支座耐火试验,耐火性能达到3 h,试验过程中部分橡胶受热分解;对于防火板保护的建筑隔震橡胶支座耐火试验,耐火极限能够满足3 h,且支座内部温度在150℃以下,试验结束后,各项力学性能损失在5%以下。     

聚氨酯耐火节能窗耐火性能研究

GB 50016—2014《建筑设计防火规范》对建筑外门窗提出了耐火完整性要求,满足耐火完整性要求的建筑外门窗也被称为耐火窗。聚氨酯耐火节能窗是一种能同时兼顾建筑节能与防火安全的新型窗户,文章介绍了聚氨酯耐火节能窗的防火构造及性能特点,并结合实验分析聚氨酯耐火节能窗的耐火性能,表明该型窗能满足1h耐火极限要求,是值得推广应用的一款较好的节能防火型门窗产品。     

钢管混凝土柱防火保护层计算方法研究

计算结果表明 ,作用在钢管混凝土柱上的荷载对其耐火极限及防火保护层厚度影响很大。基于数值计算结果及课题组前期的研究成果 ,提出了按规范ISO - 834或GB T 9978- 1999规定的标准升温曲线升温作用下 ,考虑火灾荷载比影响的钢管混凝土柱防火保护层厚度的实用计算方法 ,计算结果和数值计算与试验结果均基本吻合。     

钢结构围护-防火一体化材料耐火性能试验研究

根据钢结构防火保护材料的相关技术要求,通过对常见的钢结构围护材料进行评价,筛选了包括水泥基材料中的无机轻集料砂浆、胶粉聚苯颗粒、蒸压轻质加气混凝土(autoclaved lightweight concrete,ALC),保温浆料中的石膏基保温浆料、微孔硅酸钙浆料,以及保温板材中的发泡陶瓷保温板和岩棉板在内的3类可以兼作防火保护的材料,分别对以上材料进行耐火性能测试,通过试验现象及试验数据分析评价不同材料的耐火性能,并给出对应的建议构造措施。结果表明,当对这些材料采用合适的构造方式,并按照结构的耐火需求设计合适的厚度时,这几类材料均能为钢结构提供良好的防火保护,一定程度上提升了其耐火时间。验证了钢结构建筑围护与防火一体化的可行性,可为相关的设计及构造提供参考。     

钢管混凝土柱耐火性的试验研究

通过对7个钢管混凝土柱的耐火试验,研究钢管混凝土柱在标准升温曲线下的力学性能和耐火极限.试验研究结果表明,由于钢管和混凝土的共同工作,且核心混凝土具有较好的吸热性能,从而使钢管混凝土柱具有较好的耐火性能,在柱子外围只需进行适当的防火涂料保护,即可达到<高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95)>对柱结构所要求的耐火极限.本文的研究成果可为钢管混凝土工程进行防火设计时提供参考.     

钢管混凝土柱的抗火措施

在以往对钢管混凝土柱耐火极限试验研究和理论分析的基础上,针对在钢管混凝土柱外包防火涂料和在核心混凝土中配置专门考虑抗火的钢筋两种防火设计方法进行了研究,在规范ISO-834或GB9978—88《建筑构件耐火试验方法》规定的标准升温曲线升温作用下,分别提供了两种抗火措施下钢管混凝土柱的实用设计方法,并将公式结果与数值结果和试验结果进行对比,均吻合较好。     

钢铁冶金企业钢结构厂房的防火设计要求

介绍了钢铁冶金企业钢结构厂房的特点和防火设计现状,指出了钢结构防火设计存在的问题.根据我国钢铁冶金企业的特点,正在编制的国家标准《钢铁冶金企业设计防火规范》提出了钢结构厂房防火设计的要求和规定.     

真实火灾下足尺冷成型钢复合剪力墙结构耐火性能试验研究

冷成型钢复合剪力墙结构采用冷成型钢管混凝土边柱、半刚性连接节点、组合楼盖体系和外填充式夹心组合墙体等构件,具有整体连接性强、抗震性能优越等优势。其耐火性能研究是该结构在我国推广应用的研究重点之一。为此,建造了3栋平面尺寸为7.2m×7.2m、层高3m的单层冷成型钢复合剪力墙结构模型房屋,并对其进行了不同火灾工况下的足尺结构模拟真实火灾试验。对试验现象、结构破坏模式、实际温度场和位移场进行分析。研究结果表明：相对于火源均匀分布的受火工况,存在局部集中火源的工况更容易发生轰燃;自然火灾下的小空间升温曲线对应温度改变可分为3个阶段,在封闭燃烧阶段和回燃阶段,受火房间内温度沿高度方向呈现不均匀分布,轰燃后,整个室内空间温度趋于相同;外填充式夹心组合墙体具有优越的耐火性能,自然火灾下耐火时间可以达到119min。针对冷成型钢复合剪力墙结构提出抗火设计建议：墙体应选用外填充式夹心组合墙体;楼盖体系中,应选用与钢材连接可靠的耐火板材作为天花板,楼面ALC板材应当错落放置;需增强楼面钢托梁与墙体上部双拼梁(框架梁)连接处的防火保护。     

约束高强度Q460钢梁的抗火性能

为了研究约束高强度Q460钢梁的抗火性能,在已有约束钢梁分析理论的基础上,引入残余应力,提出了约束钢梁的抗火性能分析方法,并采用普通强度约束钢梁试验数据对分析方法进行了验证。考虑高强度Q460钢材高温下力学性能参数,利用所提出的方法分析了约束高强度Q460钢梁的抗火性能,并与普通强度Q345钢梁进行了对比。对影响约束高强度Q460钢梁的抗火性能参数进行了分析,包括荷载比、残余应力、轴向约束刚度、转动约束刚度和受火方式等。研究表明:所提出的分析方法准确可靠,高强度Q460钢梁抗火性能与普通强度钢梁具有较大的区别,高强度Q460约束钢梁的抗火性能明显优于普通强度约束钢梁。荷载比、轴向约束刚度、转动约束刚度、受火方式对高强度Q460约束钢梁有较大影响。     

钢管高强混凝土轴压柱耐炎极限的试验研究

通过对5个圆形截面钢管高强度混凝土（以下简称钢管高强混凝土）柱的耐火试验，研究钢管高强混凝土柱在标准温升曲线下的力学性能和耐火极限。试验研究结果表明，钢管高强混凝土柱具有较好的耐火性能，在柱子外围只需进行适应的防火涂料保护，即可达到《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）对柱结构所要求的耐火极限。     

方钢管混凝土柱耐火极限影响因素分析

研究了方形截面钢管混凝土柱的耐火性能 ,分析了材料强度、构件截面含钢率、截面尺寸、构件长细比及荷载偏心距、保护层厚度等参数对构件耐火极限的影响。结果表明 ,材料强度、构件截面含钢率、荷载偏心距对方形截面钢管混凝土柱耐火极限的影响不大 ;截面尺寸、构件长细比对方形截面钢管混凝土柱耐火极限的影响较大 ,且截面尺寸越大 ,构件耐火极限越长 ,长细比越大 ,构件耐火极限越短。并指出可以通过涂以一定厚度的防火涂料保证方形截面钢管混凝土柱达到要求的耐火极限     

装配式模块建筑组合钢柱耐火性能试验研究

采用耐火试验炉对装配式模块建筑四柱组合的钢结构构件开展不同防火保护条件下的试验研究,分析了模块建筑组合钢柱在火灾下的试验现象、升温曲线、变形特点及破坏形态,获取了模块建筑组合钢柱的耐火极限,以此对模块建筑组合钢柱的防火保护构造提出了设计建议。结果表明：8 mm厚的组合钢柱构件,在双层20 mm高性能防火石膏板的保护下,耐火极限不低于2.50 h,满足二级耐火等级建筑要求;在双层12 mm厚纤维增强硅酸板和60 mm厚岩棉的保护下,耐火极限不低于3.00 h,满足一级耐火等级建筑要求;在三层高性能防火石膏板（15 mm+20 mm+20 mm）的保护下,耐火极限不低于4.00 h。