型钢混凝土结构抗火性能研究新进展

　　【摘 要】建筑火灾是危害人民生命财产安全的常见灾害之一，以前通常是通过建筑设计和消防措施来考虑建筑防火的问题。而研究表明，采用不同的节点构造、防火涂层设置等构造措施对结构的抗火性能和耐火极限影响较大，关于结构抗火的研究成为工程界关注的热点问题。型钢混凝土结构应用广泛，近年来与其相关的抗火研究成果丰硕。为此，论文系统地总结了型钢混凝土梁、柱、节点和框架抗火研究新进展，并提出需要进一步深入研究的方向。

　　【关键词】型钢混凝土;抗火性能;研究进展;研究趋势

　　1 引言

　　在众多灾种中，火灾的发生概率最大，频率最高。国际上每年均有大量建筑物毁于火灾之中，损失严重。高温后，建筑材料的力学性能会呈现不同程度的降低，结构的承载能力迅速下降，致使结构产生一定程度的损伤甚至严重破坏。建筑火灾除了造成结构倒塌、人员伤亡之外，更多的是因为结构功能失效而引发间接的经济损失。由此可见，开展结构抗火研究工作具有十分重要的现实意义。

　　型钢混凝土结构是一种强度高、刚度大、延性好、抗震性能良好的结构体系，广泛应用于各类重载结构、大跨结构、高耸结构、高层建筑以及地震区的建筑物[1]。国内外对型钢混凝土结构抗火性能的研究起步较晚，20世纪80年代才开始探索研究型钢混凝土结构的抗火设计，特别是最近十几年，各研究机构对于型钢混凝土构件和结构做了一些火灾试验和相关的理论研究。本文论述了国内外关于型钢混凝土结构耐火性能的主要研究成果，提出尚需要解决的问题，有助于进一步研究型钢混凝土结构的高温力学性能和耐火极限。

　　2 型钢混凝土梁的耐火性能研究

　　2.1 型钢混凝土梁

　　國内外关于型钢混凝土梁的抗火性能研究报道较少。郑永乾等[2]采用纤维模型法和有限元软件ABAQUS计算分析SRC梁的耐火性能，二者的计算结果较为接近，且得到了实验数据的验证。基于此，采用计算效率较高的纤维模型法分析各参数对火灾下SRC梁承载力影响系数的影响规律，结果表明火灾时间和截面尺寸影响最大，最后回归分析得到火灾下SRC梁承载力影响系数简化计算公式和耐火极限简化计算公式，给出了方便实用的SRC梁耐火极限表。董琳琳[3]采用ABAQUS建立了多跨连续SRC梁的火灾力学模型，计算结果与实验结果吻合较好。随后模拟分析在不同跨受火情况下三跨连续SRC梁的温度场分布、破坏形态和应力分布情况。最后得到火灾下型钢混凝土梁正截面受弯承载力计算公式。

　　2.2 预制装配式型钢混凝土梁

　　我国正在大力发展预制装配式建筑，李智[4]对预制装配式型钢混凝土(PSRC)梁的抗火性能作了一些初步研究，利用ABAQUS建立了PSRC梁的温度场计算模型和热-力耦合计算模型，模型得到了试验数据验证，比较分析了PSRC梁和SRC梁的耐火极限，认为SRC梁的耐火性能略好，探讨了叠合面摩擦系数大小对PSRC梁耐火极限的影响，计算分析了各参数对PSRC梁耐火极限的影响，指出荷载比、受火面数和型钢截面尺寸是主要影响因素。

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文章名称： 型钢混凝土结构抗火性能研究新进展

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