钢结构抗火研究的现状及发展趋势

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1、第15卷第4期西安文理学院学报：自然科学版Vo1．15No．42012年1O月JournalofXi’anUniversityofArts&Science(NatSciEd)0ct．2012文章编号：1008-5564(2012)04-0109-04钢结构抗火研究的现状及发展趋势丁林，蒋红云(安徽国防科技职业学院机械工程系，安徽六安237011)摘要：通过对国内外钢结构抗火研究的现状分析，概括了国内外学者采用试验、有限元计算和弹塑性计算等主要方法对在火灾下钢结构的材料特性、整体性能和单件性能等领域的研究现状．分析钢结构抗火研究尚存在的问题，指出更精细模型的理论计算和实际火灾下的抗火风险评估是今

2、后钢结构抗火研究主要发展方向．关键词：火灾；钢结构；性能；有限元法中图分类号：TU511．3；TU541文献标志码：AResearchonFireResistance0fSteelStructure：StatusQuoandFutureDevelopmentDINGLin，JIANGHong—yun(DepartmentofMeehniealEngineering，AnhuiVocationalandTechnicalCollegeofDefenseTechnology，Liuhn237011，China)Abstract：Wehavegivenanoverviewofitsrecentdev

3、elopments．Thesteelstructurematerialcharacteristics，wholeperformanceandsingle—pieceperformanceincaseoffirehavebeenstudied．Themainmethodsadoptedbyscholarsathomeandabroadareexperiments，finiteele—mentcalculationandelastoplasticcalculation．Theanalysisconcludesthatthefireresistanceofsteelstructureneedsfur

4、therresearch．Thefuturestudytargetsatestablishingthetheoreticalcalculationofafinermodelandriskassessmentoffireresistance．Keywords：firehazard；steelstructure；performance；finiteelementmethod近年来，随着科学技术的进步、国民经济的迅猛发展和钢产量的飞速增长，我国的大型场馆和展览馆不断涌现，钢结构以其强度高、自重轻、施工快、商品化程度高、抗震性能好及环境污染少等优点在高层建筑工程中得到了广泛的应用．然而，钢材的耐火性能

5、较差，当其温度达到400℃时，钢材的屈服强度及弹性模量将下降为室温时的一半左右，温度上升到600℃时，钢材的承载能力急剧下降，基本丧失全部的强度与刚度．建筑采用的无防火保护措施的钢结构耐火极限仅为10～20min，一旦发生火灾，节点很容易破坏，将会引起结构的整体毁坏，造成人员伤亡以及经济损失．火灾下钢结构连接处节点的性能是钢结构抗火研究的一个重要组成部分，对整体钢结构在火灾下的工作性能起着至关重要的作用，因而进行钢结构抗火性能研究具有深远的理论意义和现实意义，受到越来越多的重视．收稿日期：2012-06-06作者简介：丁林(1982一)，男，安徽阜阳人，安徽国防科技职业学院机械工程系硕士研究生

6、，主要从事焊接及激光熔覆研究．l10西安文理学院学报：自然科学版第15卷由于钢结构抗火分析的过程较为复杂，过去一般采用保护材料使钢结构达到抗火要求．随着人们知识水平的提高和计算机技术的快速发展，对火灾下钢结构的性能分析发生重大改变，从传统的单一钢构件的试验方法发展到考虑火灾及结构特性的模拟计算方法．1研究目的和意义结构抗火研究的目的⋯：1)某些部位的结构构件或子结构整体在火灾发生后不坍塌，保证有足够的时间疏散人群，为消防人员的灭火赢得足够的时间；2)某些部位的结构构件或整体结构在火灾下不产生影响继续使用的变形或倒塌，使结构的功能尽快恢复，以达到建筑火灾总的损失最小．结构抗火研究的意义：1)减轻

7、结构在火灾中的破坏，避免结构在火灾中局部倒塌造成灭火及人员疏散困难；2)避免结构在火灾中整体倒塌造成人员伤亡；3)减少火灾后结构的修复费用，缩短灾后结构功能恢复周期，减少间接经济损失．2研究现状在20世纪70年代以前，钢结构抗火分析主要以试验为依据，只要对比由试验得到的耐火时间满足规定的耐火极限即可．但是基于试验的钢结构抗火分析存在很多问题-3J：(1)耐火时间、耐火等级不易确定；(2)试验方法本