一种不锈钢芯板梁结构防火保护设计方法技术

本发明专利技术提供一种不锈钢芯板梁结构防火保护设计方法，建立了不锈钢芯板梁荷载比与下翼缘临界温度关系式、不同受火时间下防火保护等效热阻与下翼缘温度关系式，进而建立了不同荷载比下达到规定耐火极限所需防火保护等效热阻的经验公式，解决现有设计方法无法完全适用于不锈钢芯板梁结构防火保护设计的问题，简化不锈钢芯板梁的抗火设计流程，提高不锈钢芯板构件的易用性与可推广性，为不锈钢芯板结构建筑工程抗火设计提供参考。筑工程抗火设计提供参考。筑工程抗火设计提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢芯板梁结构防火保护设计方法


[0001]本专利技术涉及钢结构防火领域，具体涉及一种不锈钢芯板梁结构防火保护设计方法。

技术介绍

[0002]不锈钢芯板结构体系建筑是一种新型轻量化装配式结构建筑，它的梁、柱、楼板、墙等核心构件均可由不锈钢芯板制作而成。不锈钢芯板由上下两块不锈钢钢板夹极薄的圆形芯管阵列，经1100℃热风铜钎焊连成一体，芯管与芯管之间可填充隔热隔音材料，四周可焊接不锈钢板密封。不锈钢芯板兼具了不锈钢的材料优势与蜂窝夹芯板的结构优势：轻质高强、耐腐蚀、平整美观、可工厂预制、可快速施工等；同时，得益于热风铜钎焊核心技术，芯板结构的成本可控，因而具有广阔的发展前景和市场推广价值。
[0003]钢结构不耐火，不锈钢芯板结构的推广应用亟需解决其抗火问题。《建筑设计防火规范》GB50016
‑
2014将民用建筑的耐火等级分为一、二、三、四级，并对不同耐火等级建筑相应构件的燃烧性能和耐火极限提出相应要求。现如今，学者们对不锈钢芯板材料的高温力学性能方面已经开展了一定试验与理论研究。然而，在不锈钢芯板构件抗火性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢芯板梁结构防火保护设计方法，其特征在于，包括：步骤20：确定荷载比η与不锈钢芯板梁达到受火失效状态时下翼缘的临界温度T
u
的关系；根据不同荷载比η作用下的不锈钢芯板梁结构失效时下翼缘的火灾响应数据，拟合T
u
与η的关系，确定参数值，得到公式1：T
u
＝
‑
1978.6η2+1021.6η+737.83 (1)步骤30：确定防火保护等效热阻R
i
与不锈钢芯板梁在一定受火时间后下翼缘的温度T
v
的关系；根据不同受火时间与不同防火保护等效热阻R
i
作用下的不锈钢芯板梁下翼缘的火灾响应数据，拟合T
v
与R
i
的关系，确定参数值，得到公式2：R
i
＝αln(T
v
)+β (2)其中，不同的受火时间下，参数α和β的取值不同；步骤40：确定荷载比η与防火保护等效热阻R
i
的关系；当T
v
达到T
u
时，根据公式1和公式2得到不锈钢芯板梁在特定荷载比条件下达到耐火极限所需防火保护等效热阻的经验公式：R
i
＝αln(
‑
1978.6η2+1021.6η+737.83)+β (3)步骤50：计算符合建筑工程耐火等级要求的不锈钢芯板梁防火保护层厚度d
i
；根据建筑工程耐火等级要求，确定不锈钢芯板梁结构的耐火极限；根据不锈钢芯板梁结构的耐火极限确定参数α和β的值，根据建筑工程采用的不锈钢芯板梁规格和与建筑工程构件初始荷载设计值确定符合建筑工程需求的荷载比η的值；根据公式3计算得到符合建筑工程耐火等级要求的不锈钢芯板梁防火保护等效热阻R
i
的值；根据建筑工程采用的防火保护材料规格，确定防火保护材料的等效传热系数λ
i
的值，计算符合建筑工程耐火等级要求的不锈钢芯板梁防火保护层厚度d
i
＝R
i
·
λ
i
。2.根据权利要求1所述的不锈钢芯板梁结构防火保护设计方法，其特征在于，在步骤20之前还包括：步骤10：通过有限元模拟得到不锈钢芯板梁的火灾响应数据；采用有限元软件ABAQUS建立不锈钢芯板梁模型，不锈钢芯板梁包括：上翼缘、腹板、芯管、隔热隔音材料、防火保护层、下翼缘，各部件采用Tie约束连成整体；设置模型的热力参数、边界条件、网格尺寸及单元类型；根据建筑工程历史数据，设置多组工况条件，工况条件包括受火时间、荷载比与防火保护等效热阻；其中，荷载比为不锈钢芯板梁受火时受到的荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宝超，戴伟强，张世权，徐志胜，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：