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。     

预应力混凝土结构抗火性能研究

为了有效提高建筑结构在遭遇火灾时的安全性能,针对现今应用广泛的预应力混凝土结构,总结了该结构在耐火性能方面的研究现状,分析了试验研究与工程应用方面存在的问题,提出了未来研究工作的方向与重点,为土木工程抗火方面的设计规范提出了参考意见。     

钢筋混凝土结构抗火性能研究初探

钢筋混凝土结构是建筑工程实践中应用最为广泛的结构形式，由于人类城市建筑火灾频繁发生，后果也越来越严重，因此有必要对钢筋混凝土结构的抗火性能进行系统研究，本文首先介绍了国内外钢筋混凝土结构材料、构件及相应结构的抗火受力性能的试验研究结果，在此基础之上提出钢筋混凝土结构抗火的一些认识及其进一步研究的建议。     

钢-混凝土组合结构抗火性能研究与应用

钢-混凝土组合结构抗火性能研究是当前的研究热点之一,国内外学者对此展开大量试验研究和理论分析。通过介绍国内外研究者在组合板、组合梁、组合柱等构件以及结构节点和结构体系抗火性能方面研究概况,分析了我国现有防火设计规范的特点以及工程应用情况,指出现有研究的不足,对组合结构抗火研究领域在高温材料热-力耦合本构关系、计算理论、数值火灾试验和设计方法等方面需进一步研究的工作进行了展望。文中指出,建立考虑升降温、多轴应力状态、不同加卸载路径的钢材和混凝土热-力耦合本构关系,建立基于整体性能、考虑升降温全过程的结构抗火分析理论,建立整体结构数值火灾试验方法,提出“三水准”结构抗火设计与灾后结构损伤评估原则以及基于时变可靠度和结构整体性能的组合结构抗火设计方法是钢-混凝土组合结构抗火性能研究的关键科学问题。表2参119     

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...     

钢筋混凝土结构抗火性能试验中存在问题的思考

在大量调研的基础上,结合作者在试验中的经验教训,对目前混凝土结构抗火性能试验中存在的问题做了阐述,这些问题有的是关于试验标准和方法认识上存在一定争议的,有些是实验室和真实情况之间的差异的,有些是目前技术水平限制所产生的,有些是目前试验领域缺乏研究或还没有认识到需要研究的问题,讨论了一些有价值的建议和研究方向,对今后混凝土结构抗火性能试验有较大的借鉴意义。     

高性能混凝土框架火灾反应与抗火性能研究

本文从平面框架入手,通过对三榀相同尺寸和相同持荷情况下的单层单跨矿渣高性能混凝土框架结构的火灾试验,研究了高性能混凝土框架结构的火灾反应和抗火性能特点。通过对火灾中框架温度场、位移反应等的分析以及火灾后框架表面裂缝、颜色和残余变形等的对比,分析了不同混凝土强度等级、有无外掺聚丙稀纤维对矿渣高性能混凝土框架结构火灾反应和抗火性能的影响。研究表明,在800℃左右火灾作用下,矿渣高性能混凝土框架结构具有良好的抗火性能,高性能混凝土的强度等级提高对结构火灾破坏前承受变形的能力是有益的;由火灾引起的构件轴向变形和内力重分布导致在梁柱节点存在较大的内力;框架作为超静定结构,梁柱在火灾中的刚度退化情形不一致,对整体结构的抗火性能明显不利;而聚丙稀纤维的掺加增加了火灾中混凝土温度裂缝的产生,但提高了降温时结构的变形恢复能力。     

茌平体育馆弦支穹顶叠合拱复合结构抗火性能分析

随着空间结构火灾事故的逐年上升,社会对空间结构的抗火性能日益关注。结合山东茌平体育馆工程,考虑火灾升温-降温全过程温度变化,对弦支穹顶叠合拱复合结构进行火灾响应分析,获得火灾全过程中结构的变形、内力分布变化、支座反力变化等结构响应。研究表明:火灾作用下,结构的显著变形主要集中在上层网壳的外围和靠近火源的杆件,拉索的预应力损失较严重,部分杆件退出工作,支座附近的杆件发生应力集中,结构在较大的受力范围内表现为线弹性特征;受火冷却后,结构仍具有较高的承载力。     

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。     

超高层整体结构的抗火性能分析

基于性能化对超高层整体结构的抗火安全性进行评估,介绍钢结构的抗火设计方法。利用大型通用有限元软件ABAQUS对最不利火灾场景下整体结构进行抗火性能分析,按照规范要求对相应钢构件进行抗火承载力验算,根据分析结果提出结论和建议。     

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。     

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.     

结构抗火分析中几个问题的评述

结构抗火分析是涉及到建筑结构和消防安全等方面的重点难点问题,火灾高温对结构有显著影响,火灾极易造成结构损伤、破坏甚至倒塌。随着我国基本建设的发展,结构抗火问题凸显其重要性。由于建筑物的规模和尺度都在不断加大,大幅度增加了火灾扑救的难度,这使得在加强结构抗火方面面临很多问题亟需解决。本文简要论述了近年来结构抗火研究的现状,指出了目前抗火研究尚需解决的关键技术难题,特别是基于实际火灾发展模型的结构抗火分析以及消防实践中高性能混凝土淬火效应导致的爆裂两个突出的问题。     

某礼堂钢结构屋盖抗火性能评估

某礼堂建筑群总建筑面积16400m2,建筑功能复杂,包含1100人观众厅、军史馆和图书阅览中心.本文基于结构抗火设计性能化对1100座观众厅屋盖钢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,然后采用承载力法对整体结构在最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的抗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.本文结果被业主作为消防主动措施失效后实行被动消防措施的理论依据,可供类似工程的结构抗火设计参考.     

混凝土结构抗火理论研究述评

在查阅和分析国内外大量相关文献的基础上。本文首先阐述了钢筋混凝土材料热力学性能、热传导方程及分析工具等理论基础，然后对国内外钢筋混凝土构件和结构在高温下的温度场计算、承栽力与变形计算以及耐火极限分析的理论研究方法与研究成果进行了归纳，指出了理论计算的计算机仿真技术化趋势，并对一些尚待解决的问题提出了建议，如加强混凝土缺陷、水分迁移与尺寸变化等影响因素的研究以及完善火灾全过程分析方法。     

钢桁架结构防火研究现状及进展

阐述了钢桁架结构抗火研究的背景与意义,分析了火灾高温下钢桁架结构的内力重分布、构件变形及结构破坏特征,论述了钢桁架结构抗火研究的现状及进展,指出了钢桁架结构抗火研究尚存在的问题,并提出了相应的建议措施.     

钢结构抗火研究进展

近二十年来,钢结构的抗火研究一直是建筑安全领域的研究重点,吸引了各国学者的广泛关注和深入研究,并取得了大量的成果。本文简要地介绍了建筑钢结构抗火研究的重要性和意义,对钢结构火灾中的反应研究进行了较为系统的总结,同时指出了其中存在的某些未完善的问题和进一步的研究方向。     

边界条件对平板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的基础上,进一步分析了两向正交正放网架、斜放四角锥网架和正放抽空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建立了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,对不同支座布置、温度场及荷载条件下的网架结构全过程反应进行了分析。结果表明,温度场非均匀性是导致网架结构杆件相互约束的主要因素,随着温度场非均匀性系数η的减小,各型网架结构的临界温度呈下降的趋势;在相同的温度场和支座布置条件下,随着荷载比的减小各型网架结构临界温度呈升高趋势;根据不同类型网架的传力特点,释放网架结构在主要传力方向的约束,可以提高网架结构的抗火承载力。上述边界条件对网架结构抗火性能的影响规律,为确定网架结构抗火性能关键参数分析方案提供了理论依据。     

网架-混凝土结构共同工作效应的研究

以某礼堂网架-混凝土结构为例,比较了是否考虑网架和混凝土共同作用两种计算结果,得到网架和混凝土的共同作用程度。同时分析了网架和混凝土的阻尼不同取法对地震响应的影响程度。分析表明:设计中应充分考虑钢结构-混凝土结构协同工作效应,阻尼是否统一取值对地震响应影响不大。