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火灾下铝合金梁的温度响应及影响因素分析

2021-06-17王跃兴谭英华李艳芹

山东建筑大学学报 2021年3期
关键词:有限元

王跃兴,谭英华,李艳芹

(1.山东大卫国际建筑设计有限公司,山东 济南250100;2.山东建筑大学土木工程学院,山东济南250101;3.山东鲁科工程质量检测有限责任公司,山东济南250031)

0 引言

铝合金具有自重轻、耐腐蚀性好、强重比高、施工方便等优点,在建筑工程中得到广泛应用,我国很多已建成的跨度和空间较大的网架、网壳和桁架结构建筑,及人行天桥均采用了铝合金结构。 因此,研究铝合金的结构性能具有重要的社会经济意义。 已有很多学者开展了铝合金结构在结构体系、构件设计、材料特性等方面的研究,但现有关于铝合金梁、柱构件,及铝合金网壳结构等的研究多集中在其常温下的结构行为及力学性能等方面[1-8]。

铝合金材料为温度敏感性材料,且其导热系数较高、熔点也很低(580 ~ 650 ℃)。 在 300 ℃ 时,铝合金的屈服强度迅速减半;而火灾下燃烧温度一般可>800 ℃,此时其结构强度已经完全丧失。 铝合金结构建筑一旦发生火灾,其承载能力将迅速降低,且在短时间内造成结构整体的破坏,甚至倒塌。 因此,对于采用铝合金材料的建筑结构,须进行必要的抗火设计。

关于火灾下结构抗火性能的研究,多集中于钢筋混凝土结构及钢结构[9-12],铝合金结构方面的研究却较少。 国外在铝合金建筑结构方面的研究已相对成熟,编制了《欧洲规范9:铝合金设计 第1-2 部分:一般规则和建筑物规则》( Eurocode 9:Design of aluminum structures-part 1-2: General rules and rules for buildings,EC9:1-2)[13]供设计人员参考,规范中给出了火灾下铝合金材料强度的折减系数。 随着铝合金结构日益增长的应用需求,我国在铝合金结构抗火性能方面的研究也亟待开展。……

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