真实火灾下足尺冷成型钢复合剪力墙结构耐火性能试验研究

作     者：叶继红 陈文文 YE Jihong;CHEN Wenwen

作者机构：中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 东南大学土木工程学院江苏南京211189 

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：59-71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：国家自然科学基金重点项目(51538002) 

主　　题：冷成型钢复合剪力墙结构 足尺结构 真实火灾 耐火性能 升温曲线 位移场 

摘      要：冷成型钢复合剪力墙结构采用冷成型钢管混凝土边柱、半刚性连接节点、组合楼盖体系和外填充式夹心组合墙体等构件,具有整体连接性强、抗震性能优越等优势。其耐火性能研究是该结构在我国推广应用的研究重点之一。为此,建造了3栋平面尺寸为7.2 m×7.2 m、层高3 m的单层冷成型钢复合剪力墙结构模型房屋,并对其进行了不同火灾工况下的足尺结构模拟真实火灾试验。对试验现象、结构破坏模式、实际温度场和位移场进行分析。研究结果表明:相对于火源均匀分布的受火工况,存在局部集中火源的工况更容易发生轰燃;自然火灾下的小空间升温曲线对应温度改变可分为3个阶段,在封闭燃烧阶段和回燃阶段,受火房间内温度沿高度方向呈现不均匀分布,轰燃后,整个室内空间温度趋于相同;外填充式夹心组合墙体具有优越的耐火性能,自然火灾下耐火时间可以达到119 min。针对冷成型钢复合剪力墙结构提出抗火设计建议:墙体应选用外填充式夹心组合墙体;楼盖体系中,应选用与钢材连接可靠的耐火板材作为天花板,楼面ALC板材应当错落放置;需增强楼面钢托梁与墙体上部双拼梁(框架梁)连接处的防火保护。