钢结构抗火研究现状与发展趋势

本文分析了钢结构抗火研究的现状,综述了钢结构抗火的试验研究状况和理论研究成果。总结了钢结构抗火的主要设计方法：基于试验的设计方法、基于计算的设计方法和基于结构整体作用分析的抗火设计方法。同时,指出了钢结构抗火研究尚存在的问题,对钢结构抗火研究趋势进行了展望。     

钢结构抗火设计综述

论述了钢结构抗火设计的必要性,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有待解决的问题,并对钢结构基于性能的抗火设计新方法进行了展望。     

钢结构防火设计的探讨

针对钢结构防火设计的重要性,探讨了钢结构的抗火极限,提出钢结构抗火设计的要求,介绍了钢结构抗火设计的方法、钢结构抗火保护方法及措施,指出了现阶段钢结构抗火设计应解决的问题,从而促进钢结构防火设计的发展。     

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。     

浅析建筑钢结构抗火问题

针对钢结构的抗火性能差这一现象，介绍了钢结构的抗火设计方法，总结了钢结构抗火保护措施，提出了钢结构抗火存在的问题，以便有效提高钢结构建筑的使用安全性。     

钢结构性能化抗火设计的初步设想

指出了现行规范在实际应用中的不足，提出了钢结构性能化抗火设计方法的基本框架。讨论了钢结构抗火设计的总体目标、功能目标和性能要求。该方法可充分考虑不同业主及不同建筑结构抗火设计的不同要求，同时确保火灾发生后建筑物内人员的安全及结构抗火设计的最优综合经济指标。并探讨了钢结构性能化抗火设计需解决的关键问题。     

大空间钢结构抗火概述

简要介绍了大空间建筑火灾的基本特点及其数值模拟方法,总结了大空间钢结构抗火研究现状和抗火设计方法,并提出了基于性能化的设计方法,从而使大空间钢结构抗火设计更加合理。     

钢框架抗火计算研究进展

随着人们对钢结构抗火计算与设计理论研究的不断深入,钢结构抗火设计方法也在不断变化。作者分析了钢结构抗火计算的难点;通过查阅文献,研究了钢框架结构抗火计算的进展,得出了进一步研究的热点和难点问题;并对以后的发展进行了展望。     

轻钢结构厂房梁构件抗火设计探析

依据现行钢结构设计规范和国内外抗火设计研究成果，结合工程实例，分析了轻钢结构厂房梁构件的抗火设计方法，并通过模拟抗火试验验证，指出采用此方法的效果较为理想。     

钢结构抗火专家系统研究与开发

随着钢结构抗火计算分析理论的不断拓展,其设计方法正逐步由基于构件火灾试验的传统被动方法向基于结构整体分析的新颖主动方法演变。钢结构抗火设计是一件非常繁琐且极其复杂的多学科交叉工程,其涉及到的内容和范围越来越广泛。基于钢结构抗火专业知识和计算机领域新技术,结合专家系统的自身特点,探索性和尝试性地研究和开发出一套适用于钢结构抗火设计的专家系统,此专家系统程序的编制采用了界面化和智能化技术,具有良好的兼容性和开放性,与其他应用软件具有良好的接口技术,可大大地简化钢结构抗火设计过程,提高其设计效率。最后,通过一个抗火的设计案例检验和验证了专家系统的可行性和准确性。     

门式刚架轻型房屋钢结构防(抗)火设计及计算

介绍了火灾对门式刚架的危害和抗火设计的意义，分析了传统的门刚结构抗火设计方法和基于计算的现代门刚结构抗火设计方法以及存在的问题，对钢结构防火保护和防火涂料的选用进行了评述。     

火灾下整体钢框架结构性能的模拟方法

建立了整体钢框架结构模型,采用有限元法对整体结构在火灾下的响应进行了数值模拟。对钢构件的应力和变形进行了弹塑性分析,得到了变形及应力随时间变化的云图和内力及挠度随时间变化的曲线。同时将不同约束条件下以及构件采取不同的保护措施时整体结构的响应进行了对比。为基于整体结构的耐火设计提供了有效的数值模拟方法。     

约束钢梁的抗火试验与验算

介绍了一个受约束钢梁的抗火试验,并将试验结果与利用上海<钢结构防火技术规程>中的有关公式计算结果进行了对比,表明结构中的钢梁受火所产生的温度内力对钢梁的抗火性能有较大影响.     

高强度耐火钢高温下力学性能试验研究

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能,通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验,得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数,并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明：在温度低于350~400℃时,国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的,当温度超过400℃后,屈服强度、抗拉强度开始快速下降;欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢;温度低于450℃时,耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合;温度高于450℃时,耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢,提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式,可用于耐火钢结构抗火设计。     

Experimental study on mechanical properties of high-strength fire-resistant steel at elevated temperatures

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能，通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验，得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数，并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明：在温度低于350~400℃时，国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的，当温度超过400℃后，屈服强度、抗拉强度开始快速下降；欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢；温度低于450℃时，耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合；温度高于450℃时，耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢，提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式，可用于耐火钢结构抗火设计。     

性能化防火设计在特殊建筑结构抗火中的应用

目前,有许多大空间或特殊结构形式的建筑被建造,采用传统的法令性结构防火规范对这些建筑进行防火设计,会造成巨大浪费。基于建筑物的整体消防安全目标,确定结构的抗火设计要求,分析和总结了性能化结构防火设计思想及流程,并给出具体的实施方法。结合某超高层建筑实例,针对其顶部酒店大堂的独特"蛋"形结构及顶部拱形钢结构体系,利用大涡模拟技术和有限元模拟方法对整个结构的温度场及体系力学行为进行分区域计算,对体系钢构件的抗火承载力及稳定性验算,得出了合理的防火保护措施。实际工程项目的性能化结构防火设计,将对其他特殊结构的防火设计具有一定的参考价值。     

Experimental study of fire-resistant steel H-columns at elevated temperature

This paper presents the experimental studies of axially loaded fire-resistant steel columns under elevated temperature. With the advancement of metal production, fire-resistant steel with enhanced mechanical properties at elevated temperatures has been developed recently. However, extensive research work is needed in order for the application of fire-resistant steel in building structures. In this study, a series of fire-resistant steel columns was loaded to their ultimate states at specified temperature. The effects of width-thickness ratios, slenderness ratios and residual stress on the performance of fire-resistant steel H-columns are examined. Based on this study, it is found that the section property of fire-resistant H-columns should be at least a non-compact section in order to prevent local buckling. Column strength is sensitive to slenderness ratio at elevated temperature. The strength of a slender column decreased sharply especially for temperatures above 600 ^°C. It is also found that the failure mode of steel columns changed from inelastic global buckling at room temperature to local buckling at elevated temperature, due to the release of residual stress in fire. An analytical model is proposed which is able to predict the behavior of fire-resistant steel H-columns under elevated temperature. Design guidelines are also proposed for the design of fire-resistant steel columns in fire conditions.     

简支钢梁抗火设计的优化分析

本文基于“双重优化设计”概念给出了简支钢梁抗火优化设计方案,利用有限元软件ANSYS对简支钢梁分别在常温条件下和一定临界温度条件下进行了截面尺寸优化设计和抗火保护优化设计。通过计算,得到了高温下简支钢梁的抗火优化设计结果随温度变化的规律,并给出了选取较优设计方案的建议。分析结果表明,利用本文给出的优化方案可以得到安全、经济、可靠的设计结果,能够节省钢材用量和防火保护材料的用量。     

压弯钢构件的简化耐火计算方法

本文主要通过国内外已有的钢结构耐火试验研究及理论发展,提出一套与现行规范适应的压弯构件的设计方法,从而使钢结构耐火计算得到简化,便于应用到实际工程中。