杨成 罗浪 宋谦益

摘 要：冷彎薄壁型钢楼板的耐火性能是决定其作为装配式结构能否推广的重要因素，目前可供借鉴的足尺火灾试验数量有限，且大部分数值模拟局限于用二维传热模型开展温度场分析，或基于简化的线性温度分布开展三维模型的热力耦合分析。冷弯薄壁型钢楼板构造复杂，利用二维传热模型以及简化线性温度分布假定开展的热力耦合分析，由于未考虑三维结构在受火时真实的非线性传热机制，其所反映的结构抗火性能与真实情况可能存在显著差异。为更准确地描述这类结构的耐火性能，针对由冷弯薄壁型钢骨架、结构胶合板和石膏板、岩棉等材料组成的楼板体系建立三维传热模型，按照ISO-834标准升温环境模拟火灾情境，进行非线性传热过程和热力耦合分析，描述三维非线性传热机制和具有热力耦合特征的结构行为;提出更为准确的接触行为建模方法，以反映自攻螺钉、板材、轻钢构件之间接触传力关系和变形协调特征。在与两组足尺楼板体系火灾试验数据对比的基础上，给出由数值模拟得到的结构行为机理解释。研究表明：提出的三维传热和三维热力耦合分析数值模型能准确反映火灾条件下结构的力学行为，模拟的结构非线性温度分布特征、托梁的变形演化机制以及最终破坏形态与试验结果吻合较好。

关键词：冷弯薄壁型钢;楼板体系;耐火性能;火灾情境;传热过程;力学行……