上海吴淞口国际邮轮码头钢结构抗火设计

随着性能化结构抗火设计的发展,结构的抗火能力和相应的结构防火保护措施可以通过对结构在真实火灾温度场下的实际性能分析来确定.对于大空间结构,采用性能化结构抗火设计往往可以在不影响结构抗火安全性的前提下减少对结构的防火保护,实现安全、美观且经济的建筑设计.本文将介绍上海吴淞口国际邮轮码头的钢结构抗火设计,以证明性能化结构抗火设计方法在实际应用中的有效性.     

钢结构抗火设计在“上海水立方”中的应用

随着性能化结构抗火设计的发展,结构的抗火能力和相应的结构防火保护措施可以通过对结构在真实火灾温度场下的实际性能分析来确定。对于大空间结构,根据其内部的可燃物、通风条件和空间大小等特性,采用性能化结构抗火设计往往可以不影响结构抗火安全水平的前提下降低对结构进行防火保护的要求,实现安全、美观且经济的建筑设计。本文将介绍工程设计实践中行之有效的性能化结构抗火设计方法,并以上海东方体育中心的大空间结构抗火设计为例,证明该钢结构抗火方法的切实有效性。     

基于整体的大空间钢结构性能化防火设计方法研究

大尺度空间钢结构建筑的飞速发展为结构抗火设计带来了新的挑战。在分析现有规范和性能化结构抗火设计不足的基础上,基于性能化设计的思想,综合多学科知识和研究成果,采用火灾模拟计算和结构分析耦合集成的技术方法,建立基于整体的大空间钢结构性能化抗火设计方法,给出具体流程,最后通过工程实例说明该方法的实际应用。研究表明,对于大空间结构而言,传统抗火分析方法与真实火灾下的结构特性存在较大的差异,且火灾温度场的非均匀性对结构体系的抗火性能有着重要的影响。本课题的研究在理论分析的基础上为大型钢结构建筑性能化结构抗火设计和分析提出了系统化技术流程,可为我国大空间结构的抗火设计提供有益参考,具有广阔应用前景。     

柱面弦支网壳预应力钢结构的火灾响应数值分析

柱面弦支网壳是一种新型的预应力空间结构形式,为了保证其应用中的抗火安全,开展其火灾下的结构响应分析意义重大.本文以三环弦支正交正放柱面钢结构网壳为研究对象,首先利用有限元分析软件Marc开展了该空间结构的温度响应分析.在此基础上,进一步对火灾下结构的位移及内力进行了数值模拟.讨论了不同火源位置、结构的矢跨比等因素对该结构火灾响应的影响,并分析了结构的整体破坏形态及极限温度.结果表明,随着火灾温度的升高,该结构的变形逐渐呈现为"上凸形",位于结构下部的预应力拉索较早退出工作,但因结构已有较大的起拱度,整体结构并未发生坍塌.同时,矢跨比对该结构的整体抗火性能有一定影响,其中矢跨比为1/10时的结构抗火性能较好.     

空间网架结构抗火性能模拟分析

基于试验的结构抗火研究仅适用于中小型构件,对于大型空间结构采用试验的方法是不现实的。大型空间结构的热-力耦合分析是一种有效的性能化抗火分析方法。以某实际工程网架结构为依托,通过利用FDS火灾模拟计算软件分析网架空间位置的温度-时间曲线,考虑防火涂料对钢材实际受热温度的影响。并采用ABAQUS有限元软件,分析在热-力耦合作用下网架结构的力学性能。通过对网架结构在常温和高温时内力和位移参数的对比分析研究,并结合高温下整体结构承载能力的评估方法,对过火结构的损伤做出判定,计算结果与过火结构现场检验吻合较好。     

钢结构抗火设计进展与评述

最近二十年来.研究结构在火灾中的反应,从而对结构进行合理的抗火设计即结构火工程设计,在国外得到较快发展.参照国外最新研究资料,较系统地阐述和讨论了钢结构火工程设计中涉及到的几个主要问题.此外,文章还就抗火设计方法进行了初步探讨,并指出了钢结构抗火设计的研究方向.     

结构抗火研究进展与趋势

火灾高温对结构材性有显著影响,因此火灾极易造成结构损伤、破坏甚至倒塌。随着建筑事业的发展和建设水平的提高,如何合理进行结构的抗火设计正越来越受到学术界和工程界的关注。本文简要回顾了结构抗火研究历史,论述了近年来结构抗火研究的主要进展,指出了结构抗火研究尚存在的问题,对结构抗火研究趋势进行了展望,并提出了目前抗火研究尚需解决的关键科学问题。     

大跨度空间结构抗火研究进展

对国内外近年来关于大跨度空间结构的抗火研究进行了系统的综述与分析.论述了大空间建筑火灾模型和温度场的研究内容,介绍了大空间建筑火灾中钢构件升温的计算方法,说明了大跨度空间结构所用材料的抗火性能,详细阐述了火灾高温作用下一些大跨度空间结构体系的抗火性能,并对目前性能化的抗火设计方法及其在工程中的应用做了介绍与总结,最后指出了尚存在的问题及需要进一步研究的工作.     

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。     

高大空间火灾空气升温条件下整体网架抗火性能分析

为了研究网架在高大空间火灾空气升温条件下的抗火性能,结合某正放四角锥网架,采用有限元方法对网架在高大空间温度场下的抗火性能进行模拟分析。火源中心分别选择了3种不同位置对结构进行温度场划分和抗火分析。确定网架结构的耐火极限准则,得到不同工况下结构的极限抗火时间;研究不同工况下结构的内力、位移等响应变化过程及分布规律;同时对比分析各工况下网架结构抗火性能的差异。     

杆件失效路径对网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究基础上,进一步分析两向正交正放网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应.基于有限元程序ANSYS建立网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法对网架结构热力耦合非线性反应进行了分析.结果表明,在大空间建筑火灾非均匀温度场中网架结构具有不同的杆件失效路径,正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架和斜放四角锥网架在各自的杆件失效路径下临界温度趋于一致;网架结构在火灾中产生适度数量的杆件破坏,可更大程度地释放附加温度应力,表现出结构具有较高的抗火承载力和临界温度;两向正交正放网架的水平支撑桁架体系的抗火承载力对结构的整体抗火承载力有较大影响.按上弦杆具有相同应力比的结构模型,分析得到的失效杆件是影响结构抗火承载力的关键杆件.上述结论可为进一步研究网架结构抗火设计方法提供理论依据.     

GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计

通过火灾环境中混凝土内的温度场试验,以及火灾高温中玻璃纤维聚合物筋(GFRP筋)的力学性能和黏结性能试验,根据不同抗火等级对不同混凝土构件所要求的耐火极限时间,给出了GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计方法.当抗火等级要求较高时,不宜采用GFRP筋增强混凝土结构.     

近年来混凝土结构抗火研究进展

简要总结了近年来混凝土结构（包括新建混凝土结构、加固混凝土结构、循环再利用混凝土结构）抗火研究的主要进展,分析了其中尚存在的一些问题,在此基础上建议给出了该领域今后的发展趋势。并针对编制中的《混凝土结构耐火设计技术规程》进行了简要说明。分析表明：由于高温下混凝土结构达到变形极限状态和承载力极限状态的升温时间一般较为接近,为与常温下混凝土结构设计统一并考虑常规设计习惯,可以高温下混凝土结构的承载力极限状态为基础进行耐火设计;结构随机抗火特性、构件高温协同作用、结构整体火灾行为、减振控制装置抗火性能等是今后一段时间混凝土结构抗火领域值得关注的研究课题。参92     

混凝土结构抗火发展现状及研究的主要内容

总结了国内外混凝土结构抗火性能研究的现状,预测了混凝土结构抗火研究的发展趋势,提出了基于计算的混凝土结构抗火设计方法,建议了今后我国混凝土结构抗火设计标准的主要内容。     

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。     

有约束混凝土构件耐火性能研究现状

简要介绍了过往以来对混凝土约束构件(约束梁、约束柱、约束板)在高温下和高温后性能的研究所取得的成果,分析了目前约束构件抗火研究存在的主要问题,并对下一步工作进行了展望。     

我国混凝土结构抗火设计现状与发展

本文通过对国内外混凝土结构抗火研究成果和设计方法的对比和分析，总结了国内外混凝土结构抗火性能研究的现状，预测了混凝土结构抗火研究的发展趋势，提出了基于计算的混凝土结构抗火设计方法，建议了今后我国混凝土结构抗火设计标准的主要内容。