[發明專利]一種基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法

在審

• 申請號: 202111345232.7
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114357817A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 鐘波;張澤江;顏明強;黃浩
• 申請（專利權）人: 應急管理部四川消防研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06F119/02;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都春夏知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51317
• 代理人: 陳春華

1.一種基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，包括：

基于消防系統和荷載工況，采取最不利原則設計火災場景；

采用FDS對各空間在火災場景下的溫度場進行計算；

采用傳熱學理論方法計算火災場景下鋁合金構件的溫度；

采用ABAQUS進行熱-結構耦合分析計算，以鋁合金材料屈服作為整體結構失效判定準則；

采用《建筑鋁合金結構防火技術規程》T/CECS756-2020規定的方法對構件的高溫承載力進行驗算；

采用整體結構和構件抗火驗算結果，初步確定防火保護區域，重復整體結構和構件抗火驗算步驟，直到設定的防火保護區域滿足設計要求。

2.如權利要求1所述的基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，所述設計火災場景的方法為：

獲取消防系統特征，消防系統特征包括主動系統、被動系統和疏散系統；

基于消防系統特征為影響因素構建事件樹，事件樹的每一個路徑為一個火災場景；

選取荷載工況，荷載作用效應組合的設計表達式為：

S_m＝γ₀(S_Gk+S_Tk+φ_fS_Qk)

S_m＝γ₀(S_Gk+S_Tk+φ_qS_Qk+0.4S_wk)

式中：S_m——作用效應組合的設計值；

S_Gk——永久荷載標準值的效應；

S_Tk——火災下結構的標準溫度作用效應；

S_Qk——屋面活荷載標準值的效應；

S_wk——風荷載標準值的效應；

φ_f——屋面活荷載的頻遇值系數；

φ_q——屋面活荷載的準永久值系數；

γ₀——結構抗火重要性系數。

3.如權利要求2所述的基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，所述主動系統包括火災自動報警系統、自動噴水系統和排煙系統；被動系統包括防火分隔設施。

4.如權利要求2所述的基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，對于結構抗火重要性系數γ₀，耐火等級為一級的建筑取1.15，一級耐火等級以外的其它建筑取1.05。

5.如權利要求2所述的基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，事件樹的構建方法為：火災引燃狀為事件樹的初始狀態，以初始狀態開始基于一個影響因素構建一個分叉，再在分叉上添加下一影響因素的可能狀態構建下一個分叉；依次類推，每一個分叉的構件都以上一個影響因素的可能狀態為基礎，將所有的影響因素都表示在事件樹上；事件樹上火災引燃到最后一個影響因素的一個路徑為一個火災場景。

6.如權利要求1所述的基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，所述熱-結構耦合分析中，采用有限元軟件建立建筑結構的有限元數值分析模型，對建筑結構的關鍵構件和一般構件的截面進行取值，對關鍵構件和一般構件的應力比控制指標取值，對荷載進行取值，獲取荷載工況；

采用ABAQUS計算各個荷載工況下的變形撓度和Mises應力，采用MIDAS計算各個荷載工況下的應力比，判斷鋁合金材料是否進入塑性以及構件應力比是否超出限值，如果整體結構處于彈性狀態和構件應力比均在限值以內則通過抗火驗算。

7.如權利要求1或者6所述的基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，其特征在于，如果鋁合金材料進入塑性則未通過抗火驗算，則給塑性區域的鋁合金材料涂覆防火涂料。