[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 |
| 地址： | 610000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 計算 建筑 鋁合金 結構 防火 保護 方法 | ||
本發明公開了一種基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，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。本發明快速有效地計算鋁合金結構的抗火性能，確定鋁合金結構的最優防火保護區域；本發明提高建筑鋁合金結構防火設計的便捷性。
技術領域
本發明涉及建筑防火技術領域，特別是一種基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法。
背景技術
鋁合金是一種輕金屬材料，在航空、航天、交通運輸、建筑等領域均有應用。同傳統鋼材相比，鋁合金材料具有重量輕、強度高、延展性好、耐腐蝕性好等優點，因此，被廣泛的應用于工業和民用建筑中。一般用鋼結構可以建造的結構形式都可以用鋁合金結構來建造，鋁合金結構常見的形式有以下幾種：大跨度鋁合金網殼及網架、玻璃鋁合金支撐體系以及一些特殊鋁合金結構形式。
鋁合金在常溫條件下，力學性能較好，其熔點僅為660℃。因此，在危害建筑物的諸種災害中，火災是鋁合金結構最危險災害之一。在火災中金屬材料的力學性能受熱會迅速降低，具有較大的受火垮塌危險性。200℃開始鋁合金結構強度明顯下降，300℃時強度下降到常溫時的50％以下，550℃時強度基本喪失。作為一種金屬材料，鋁合金材料的強度在高溫下會迅速衰減；如果遇到火災，如何保證鋁合金結構的穩定性是設計建筑結構必須考慮的問題。因此亟待研究一種建筑鋁合金結構的有效防火保護方法。
發明內容
本發明要解決的技術問題是：為了驗證建筑鋁合金結構在火災時的穩定性，提出了一種基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種基于抗火計算的建筑鋁合金結構防火保護方法，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。
進一步的，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：
Sm＝γ0(SGk+STk+φfSQk)
Sm＝γ0(SGk+STk+φqSQk+0.4Swk)
式中：Sm——作用效應組合的設計值；
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