ANALYSIS OF FIRE RESISTANCE PERFORMANCES ON DOUBLE-STEEL-PLATE CONCRETE COMPOSITE WALLS WITH DIFFERENT FIRE PROTECTION MEASURES
-
摘要: 双钢板混凝土组合剪力墙已越来越多地应用于高层民用住宅建筑中,但是国内并无关于其的防火标准要求。采用蒸压加气混凝土板(ALC板)和非膨胀型防火涂料对结构进行保护,运用ABAQUS建立不同工况下的双钢板混凝土组合剪力墙模型,模拟轴压和单面ISO-834标准升温曲线共同作用下结构的温度场分布及变形情况,并对其抗火和耐火性能进行了分析。研究发现:随着受火时间增加,墙体截面温度梯度越来越小,受火30~180 min,混凝土中部温度与受火面钢板温度之差在67%以上;增大栓钉和对拉螺栓间距会增大受火初期墙体的轴向膨胀位移和轴向压缩变形量;受火180 min下,当高厚比大于16时,其对轴向膨胀位移值无明显影响;增大轴压比会减小受火初期墙体的轴向膨胀位移,且当温度相同时,墙体轴向压缩变形量越大。当采用20 mm厚ALC板或10 mm厚非膨胀型防火涂料时,结构温度均未达到结构临界温度,表明双钢板混凝土组合剪力墙的防火保护层厚度可进一步优化。
-
关键词:
- 双钢板混凝土组合剪力墙 /
- 耐火极限 /
- 耐火性能 /
- ALC板 /
- 防火涂料
Abstract: Double-steel-plate concrete (DSPC) composite wall is increasingly used in high-rise residential buildings, but there is no corresponding fire protection standard. In the paper, autoclaved lightweight concrete plate (ALC plate) and non-expansive fire retardant coatings were used to protect the structure. By using ABAQUS to establish the DSPC composite wall models under different working conditions, this paper simulated the temperature distribution and deformation of the structure and analyzed its fire resistance, which was under the combined action of axial compression with unilateral ISO-834 standard heating curve. It was found that with the increase of fire time, the temperature gradient became smaller and smaller, and the temperature difference value between middle part of concrete and steel plate of fire surface was more than 67% from 30 min to 180 min; increasing the distance between studs and split bolts would increase axial expansion deformation and axial compression deformation of the wall at the beginning of the fire; when the height-thickness ratio was greater than 16, the change of the height-thickness ratio had no obvious effect on the axial expansion displacement value under 180 min; increasing the axial compression ratio would reduce the axial expansion displacement of the wall at the initial stage of fire, and the axial compression deformation would be increased under the same temperature. Using 20 mm ALC board or 10 mm non-expansive fire-retardant coating to protect the composite wall, the temperature of structure could not reach the critical temperature. The results showed that the thickness of the fire protection layer of the composite shear wall could be further optimized. -
陈志华. 钢结构和组合结构异形柱[J]. 钢结构, 2006,21(2):27-29,87. 陈志华,杜颜胜,吴辽,等. 矩形钢管混凝土结构研究综述[J]. 建筑结构,2015,45(16):40-46,76. 陈志华,赵炳震,于敬海,等. 矩形钢管混凝土组合异形柱框架-剪力墙结构体系住宅设计[J]. 建筑结构,2017,47(6):1-6. 汪新.高层建筑框架:剪力墙结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2013. CROZIER D A, SANJAYAN J G. Tests of Load-Bearing Slender Reinforced Concrete Walls[J]. ACI Structural Journal, 2000, 97(2):243-251. 任红梅. 高性能混凝土剪力墙火灾反应理论分析与抗火设计[D].上海:同济大学,2006. 刘桂荣. 混凝土剪力墙抗火性能及火灾后抗震性能研究[D].大连:大连理工大学,2010. 孙昆,韦芳芳,王余良,等. 钢板剪力墙与钢框架抗火性能对比分析[J]. 低温建筑技术, 2014, 36(8):31-33. 韦芳芳,杜金娥,胡雪峰,等. 单面受火双钢板-混凝土组合剪力墙的耐火性能试验研究[J]. 东南大学学报(自然科学版),2016,46(3):518-522. 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑设计防火规范:GB 50016-2014[S].北京:中国计划出版社,2018. WEI F,FANG C, WU B. Fire Resistance of Concrete-Filled Steel Plate Composite (CFSPC) Walls[J]. Fire Safety Journal,2017,88:26-39. 吴欢,韦芳芳,瞿丽华,等. 设有不同防火涂层的钢板剪力墙的抗火性能比较分析[J]. 四川建筑科学研究,2014,40(1):76-78,108. 赵炳震,陈志华,郑培壮,等.ALC板防护下的方钢管混凝土组合异形柱耐火试验[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2017,50(9):931-938. 周焕廷,常正非,李国强,等.弹性约束下H型钢柱火灾行为的数值模拟[J].武汉理工大学学报,2010,32(9):229-232,322. 王培军,李国强.约束钢柱抗火性能研究现状[J].建筑钢结构进展,2009,11(6):20-32. 王卫永,李国强,戴国欣.轴心受压高强度H型钢柱抗火性能[J].重庆大学学报,2010,33(10):76-82. 韩林海,宋天诣,谭清华.钢-混凝土组合结构抗火设计原理研究[J].工程力学,2011,28(增刊2):54-66. 郑永乾,韩林海.SRC和RC柱耐火性能和抗火设计的若干问题探讨[J].工程建设与设计,2006(9):32-35. 杨有福,韩林海,沈祖炎.矩形钢管混凝土柱的防火保护[J].建筑结构,2005(1):19-21. 杨有福,韩林海.矩形钢管混凝土柱的耐火性能和抗火设计方法[J].建筑结构学报,2004(1):25-35. 韩林海.钢管混凝土柱耐火性能和抗火设计的特点[J].安全与环境学报,2001(4):36-40. 韩林海,徐蕾.带保护层方钢管混凝土柱耐火极限的试验研究[J].土木工程学报,2000(6):63-69. 宋天诣,韩林海.组合结构耐火性能研究的部分新进展[J].工程力学,2008,25(增刊2):230-253. 王卫永,李国强.防火涂料局部破损后钢柱抗火性能研究[J].土木工程学报,2009, 42(11):47-54. 王卫永,李国强,王培军.火灾下防火涂料破损后约束柱的稳定承载力[J].力学季刊, 2008(1):120-126. 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑钢结构防火技术规范:GB 51249-2017[S].北京:中国计划出版社,2017. 中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢管混凝土结构技术规范:GB 50936-2014[S].北京:中国建筑工业出版社,2014. 中国国家标准化管理委员会. 蒸压加气混凝土板:GB 15762-2008[S].北京:中国标准出版社,2008. 中华人民共和国质量监督检验检疫总局. 钢结构防火涂料:GB 14907-2002[S].北京:化学工业出版社,2002. 中国工程建设标准化协会. 钢结构防火涂料应用技术规范:CECS 24:90[S].北京:中国计划出版社,1990. 中华人民共和国质量监督检验检疫总局. 建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求:GB/T 9978.1-2008[S].北京:中国标准出版社,2008.
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 72
- HTML全文浏览量: 12
- PDF下载量: 0
- 被引次数: 0