铝合金板式节点网壳非破坏性火灾响应试验研究

作     者：郭小农 陈晨 朱劭骏 蒋首超 GUO Xiaonong;CHEN Chen;ZHU Shaojun;JIANG Shouchao

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      面：72-84页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51478335) 

主　　题：铝合金网壳 板式节点 受火试验 火灾响应 

摘      要：为研究铝合金板式节点网壳结构在实际火灾下的响应,针对一网壳缩尺模型进行了结构受火试验。采用柴油油池火作为火源,考虑不同的火源功率、火源位置和通风条件,设计了8个受火场景。在结构受火试验前,进行了两次柴油燃烧特性试验,并将试验结果与经典羽流模型的预测值进行了对比分析。结构受火试验结果表明:空间温度场在大空间火灾下分布不均匀,且火源位置和火源功率对结构温度场分布具有较大影响;在各受火场景中,大功率火源位于结构角部且通风条件不佳时为最不利火灾场景;在该火灾场景下,所测得的最高空气温度为128℃,而杆件和节点板的最高实测温度分别为92℃和84℃;在所有结构模型受火试验过程中,均发现网壳发生起拱变形,但试验结束后变形可恢复,且未观测到其他破坏现象。对试验过程进行数值模拟,结果表明火灾下结构的热膨胀变形可能提升其稳定承载力,因此在设计时建议分别基于有热膨胀变形和无热膨胀变形的结构进行稳定承载力分析,并取两者结果中的较小值作为结构火灾下承载力的设计值。