鋼管混凝土柱火災(zāi)行為

鋼管混凝土柱火災(zāi)行為的研究

組長：李安課題組成員：范金龍、牟春梅、馬文龍、高婷婷、胡思倫、宋奎昌項(xiàng)目類別工學(xué)鋼管混凝土在中國是一個(gè)新興事物，它具有很多以前建筑材料沒有的優(yōu)點(diǎn)：承載力高塑性和韌性好制作和施工方便耐火性能較好經(jīng)濟(jì)效果較好鋼管混凝土系統(tǒng)在中國還不夠完善有待進(jìn)一步研究，其中鋼管混凝土柱是其中很有價(jià)值的一個(gè)研究方面。項(xiàng)目研究意義、目的

鋼管混凝土柱是在空鋼管中澆灌混凝土，二者共同工作的構(gòu)件，它充分發(fā)揮了混凝土抗壓性能和鋼材的抗拉性能。鋼管對(duì)混凝土的約束作用提高了抗壓強(qiáng)度和塑性變形能力，混凝土塑性、韌性的提高使其從脆性材料變?yōu)樗苄圆牧希冶苊夂脱泳忎摴馨l(fā)生局部屈曲，從而提高了結(jié)構(gòu)的可靠度，又節(jié)省了材料。在相同荷載下，鋼管混凝土柱與鋼柱相比，可節(jié)約鋼材50%左右，降低造價(jià)40%左右；與鋼筋混凝土柱相比，可節(jié)約水泥70%左右，減輕自重70%左右。承載能力的提高，自重的減輕，使施工速度加快，同時(shí)鋼管混凝土柱的延塑性，提高了建筑水平。此外鋼管混凝土柱的科技含量較高，并能夠保護(hù)耕地，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。項(xiàng)目研究意義、目的

在我國尚未制定有關(guān)鋼管混凝土柱防火設(shè)計(jì)方面的規(guī)定，不但制約了該類結(jié)構(gòu)的推廣，且對(duì)已建成結(jié)構(gòu)的耐火極限也缺乏必要的科學(xué)依據(jù)。在已建成的結(jié)構(gòu)中，有的按照鋼結(jié)構(gòu)的要求涂以防火涂料。這樣雖然保證了防火要求和結(jié)構(gòu)的安全性，但多偏于保守造成浪費(fèi)，且缺乏科學(xué)性。從“9.11”事件后，人們對(duì)鋼管混凝土柱的抗火性能產(chǎn)生了不少疑問，以致因過多使用防火涂料而導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用的增加，與使用此種結(jié)構(gòu)的初衷背道而馳，因此研究鋼管混凝土柱在火災(zāi)下的抗火行為和力學(xué)性能變化就顯得尤為重要。其研究成果必對(duì)鋼管混凝土柱的抗火性能化設(shè)計(jì)和指導(dǎo)消防救險(xiǎn)工作有重要意義，故提出本課題的研究。項(xiàng)目來源由學(xué)長提供。項(xiàng)目研究內(nèi)容

本項(xiàng)目主要研究火災(zāi)作用下鋼管混凝土柱在火災(zāi)情況下的力學(xué)性能，分試驗(yàn)和理論兩個(gè)方面。項(xiàng)目研究內(nèi)容

試驗(yàn)部分：進(jìn)行2根鋼管混凝土柱試件的火災(zāi)試驗(yàn),研究鋼管混凝土柱的極限溫度、破壞方式及火災(zāi)后的剩余承載力。項(xiàng)目研究內(nèi)容理論部分：建立鋼管混凝土柱火災(zāi)作用下極限承載力和火災(zāi)后的簡化計(jì)算公式運(yùn)用C語言編制計(jì)算鋼管混凝土柱的極限耐火溫度的程序，將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。項(xiàng)目進(jìn)度時(shí)間安排安排

1.2009年11月－2010年2月查閱相關(guān)文獻(xiàn)、提出試驗(yàn)方案。2.2010年3月-2010年5月進(jìn)行鋼管混凝土柱的火災(zāi)試驗(yàn)。3.2010年6月－2010年7月進(jìn)行鋼管混凝土柱的簡化計(jì)算研究。4.2010年8月－2010年10月編制鋼管混凝土柱的程序。5.2010年11月－2010年12月撰寫論文或研究報(bào)告。6.2010年12月結(jié)題和答辯。特色與創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行2根足尺鋼管混凝土柱的試驗(yàn)研究。在不影響混凝土強(qiáng)度的情況下，往混凝土中加入其它材料提高混凝土比熱，使其在火災(zāi)中吸更多的熱，從而達(dá)到降低鋼管溫度，提高耐火極限的目的。

項(xiàng)目應(yīng)用

通過本項(xiàng)目的研究，對(duì)新建鋼管混凝土柱工程的防火設(shè)計(jì)和已建工程的防火安全提出建議，達(dá)到既減少防火造價(jià)又安全可靠的目的。預(yù)期成果發(fā)表論文1-2篇能夠發(fā)現(xiàn)一些提高鋼管混凝土柱耐火極限的因素，使其整體耐火極限提高。結(jié)語

本項(xiàng)目立足于現(xiàn)實(shí)需求，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)過度使用防火涂料的問題，通過對(duì)材料（鋼管混凝土柱）防火優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，具有很強(qiáng)的實(shí)際意義，同