钢结构抗火性能分析及改善措施研究与总结

钢结构由于材料的温度敏感性,在遭受火灾时会出现严重的材料性能退化,进而导致构件承载力下降而发生破坏,甚至影响到与之相连的构件,引发整个结构的连续倒塌.因此,提高钢结构耐火性能的方法主要是进行耐火设计,有时也采取防火保护措施.     

轴向约束钢柱的抗火性能分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,然后利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,分析了火灾下两端简支的轴心受压钢柱随温度升高时的力学性能并与理论计算结果进行了比较。对柱的轴向约束刚度以及荷载比对轴心受压柱受力性能的影响作了进一步的分析,阐述了轴向约束钢柱在火灾下的变形及轴向附加荷载的一些规律,可为钢柱的抗火设计提供一定的参考价值。     

约束钢梁抗火性能研究进展分析

约束钢梁的性能是近年来建筑结构领域的热点研究领域之一,其火灾特性尤为重要。文章总结了约束钢梁抗火性能研究现状,对高温性能研究进展方面进行了概括,在已有研究成果的基础上,考虑了悬链线效应、蠕变效应等因素对约束钢梁的影响,最后对约束钢梁抗火研究领域进一步的工作进行了探讨和展望。     

浅析钢管混凝土结构抗火性能

分析了钢管混凝土结构抗火性能的研究现状，探讨了钢筋混凝土结构抗火性能研究的几个关键问题，从火灾燃烧模化、温度场全过程、结构抗火性能全过程等方面研究了结构火灾作用，以降低钢管混凝土结构的防火造价。     

现代木结构抗火性能研究进展

现代木结构建筑具有结构体系明确、传力路径清晰、用材固碳环保和综合功能优越等特征,是3大装配式建筑形式之一,在国外发达国家和地区应用广泛。相较于其它建筑结构体系,木结构建筑具有突出的节能减碳效果,因此,近年来在我国的科学研究和工程应用领域日益受到重视。文章主要通过分析全球木材资源供给情况,系统阐述限制我国现代木结构发展的抗火性能研究现状,建议从加强宣传引导、着力资源保障、抗火性能提升和技术创新4个层面入手,旨在推动现代木结构在我国的可持续发展和规模化工程应用。     

双层网壳结构抗火性能数值分析

以老山自行车馆屋顶结构为研究对象,用FDS模拟其温度场,通过理论公式计算网壳杆件的温升,并用ANSYS进行了不同火灾场景下网壳结构抗火性能的有限元分析。分析结果表明,火源位于看台上时,高温区域内6根杆件发生了局部破坏,但并未导致结构的整体破坏;火源位于比赛场地中央时,温度应力未引起杆件的破坏。     

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。     

杭州国际会议中心钢结构抗火性能评估与设计

杭州国际会议中心总建筑面积117350m2。建筑功能复杂,包含高大空间共享中庭、大空间会议厅、标准客房、以及娱乐空间,建筑结构选型独特。对于这种综合性功能建筑国内现有的规范方法难以满足结构抗火安全性与经济性要求。本文基于性能化对杭州国际会议中心主体结构的抗火安全性进行了评估,首先确定结构抗火性能目标,然后对结构构件在可能最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的受火性能是否满足抗火性能目标来评估结构的抗火安全性及需要采取的防火保护措施。本文结果被业主和消防主管部门采纳,可供类似工程的结构抗火设计参考。     

双层弦张弦梁结构的抗火性能分析

利用ANSYS有限元分析软件建立了双层弦张弦梁的有限元模型,通过改变材料参数和施加温度荷载的方式来考虑温度对结构的影响,并考虑几何非线性与材料非线性,模拟了全温度下结构的反应特征,为张弦梁结构的抗火设计提供了参考依据。     

三面受火钢柱的抗火性能分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,分析了在三面受火作用下钢柱截面的温度变化情况。然后,利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,进一步分析研究了在火灾下的钢柱截面温度分布对钢柱附加挠度的影响以及钢柱扭转变形发展规律,推导了由于温度效应引起的钢柱附加挠度的计算公式,为钢结构的抗火设计提供一定的参考价值。     

连续梁高温下恒载抗火性能研究

介绍了 5根双跨连续梁高温试验 ,通过高温下不同的恒载值对连续梁抗火性能的影响的比较 ,得出了一些连续梁抗火性能的结论。     

截面形状对无防火保护钢柱的抗火性能影响分析

钢柱的截面形状对钢柱截面温度分布有一定的影响,而钢柱截面温度的分布情况可能导致钢柱的抗火性能提高或者降低。钢柱在不均匀温度分布情况下,由于温度效应的作用,可使钢柱截面局部屈服或者增加附加挠度。对于四面受火钢柱,腹板翼缘厚度的不同会导致腹板截面温度高于翼缘截面,从而导致钢柱截面应力分布不均匀,对钢柱的抗火性能产生影响。通过ANSYS软件分析研究了钢柱在四面受火情况下截面温度分布对钢柱抗火性能的影响,可供钢结构抗火设计参考。     

体外预应力加固大空间门式刚架结构抗火性能分析

通过对采用体外预应力加固的大空间门式刚架抗火实例的分析,研究体外预应力张拉设计值、体外预应力索截面积及撑杆高度对无保护大空间门式刚架结构加固后抗火性能的影响.结果表明:在火灾作用下,采用体外预应力加固后的大空间门式刚架结构具有较好的抗火性能,能够满足抗火设计要求.此研究可为无保护大空间门式刚架结构采用体外预应力加固后的抗火设计提供参考.     

压型钢板钢-混凝土组合楼盖的抗火性能

对于压型钢板钢一混凝土组合结构，分析了结构钢和混凝土的高温材性特性以及压型钢板与混凝土的粘结强度随温度变化的规律，总结了高温下影响组合楼盖抗火性能的因素。     

高温后钢筋混凝土柱的粉刷层抗火性能试验

利用有限元软件对钢筋混凝土柱试验试件进行热—结构耦合仿真模拟分析,分析粉刷层对试件温度场分布的影响,以及粉刷层对火灾后钢筋混凝土框架柱抗震性能的影响,并与试验结果进行了对比。     

高强钢结构抗火性能研究现状

随着近年来冶金技术的不断精进,越来越高强度的结构钢不断出现,其优异的物理、力学性能使其迅速应用到相关工程中。而与普通钢材类似,高强度钢结构抗火性能问题仍然十分突出。近20年来,高强钢抗火性能研究也开始起步。本文通过对高强度钢结构的钢材火灾高温与火灾后力学性能、高强钢构件和节点抗火性能、高强钢结构抗火性能方面进行了系统的考察和总结,最后对研究不足的问题进行讨论与展望。目前高强钢结构抗火性能研究还处于初步阶段,研究表明,高强钢的高温力学性能与抗火性能与已有的国内外相关规范均有不同程度的偏差,不能直接套用。     

不同含水率下钢筋混凝土柱的抗火性能研究

通过对具有不同养护周期的3根足尺普通混凝土柱及3根足尺高强混凝土柱进行恒载-升温条件下的火灾试验,分析含水率对混凝土柱火灾下爆裂程度的影响,研究混凝土柱在受火过程中沿截面混凝土的温度分布、钢筋温度变化、轴向变形及破坏模式,并对比不同含水率下钢筋混凝土柱的耐火极限。结果表明:火灾下,含水率对混凝土柱爆裂程度影响显著,含水率越高,混凝土爆裂越严重;随着养护周期增长,钢筋混凝土柱含水率降低,耐火极限提高;相同受火工况下,高强混凝土柱爆裂程度比普通混凝土更严重,普通混凝土柱的抗火性能优于高强混凝土柱。     

防火板材在提高钢结构抗火性能中的应用

钢结构强度高、钢度好、重量轻,大量在高层建筑、体育场馆、商场宾馆、工业厂房、库房等建筑中应用。但是钢材不耐火,如不加防火保护,其耐火极限仅为10－20分钟。1970年,美国50展的纽约贸易办公大楼发生火灾,楼盖钢梁被烧扭曲ldem左右;1996年,江苏省昆山市一轻钢结构厂房发生火灾,4320m’的厂房烧塌;1998年北京某家具城发生火灾,造成建筑（钢结构）整体倒塌。可见,提高钢结构抗火性能的重要性。目前,提高钢结构抗火性能的做法通常是在钢结构表面喷涂防火涂料。近来,采用防火板材作为钢结构的防火外包层提高钢结构抗火性能,在…     

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...     

轴向约束PEC柱-组合梁节点抗火性能研究

建立轴向约束PEC柱-组合梁节点(绕强轴)有限元模型,分布其火灾下的温度场分布及力学性能,研究柱上火灾荷载比、梁上火灾荷载比、轴向约束刚度、梁柱线刚度比对节点抗火性能的影响。结果表明,下部受火条件下,节点区温度由上到下、由外到内呈递减趋势,梁截面温度从混凝土板顶到钢梁下翼缘呈减小趋势;破坏时节点整体变形呈"飞机型",梁端下翼缘出现局部屈曲;随梁上火灾荷载比、梁柱线刚度比的增加,节点转角陡增对应时间缩短;柱上火灾荷载比、轴向约束刚度对节点转角的影响不显著。