冷弯型钢夹支薄板剪力墙耐火性能

基本信息
批准号:51878096
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:王卫永
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐磊,石宇,蔡樱,杨竞杰,夏月,张娟,张永亮,陈博海
关键词:
剪力墙冷弯型钢试验研究抗火性能
结项摘要

Cold-formed steel clamped steel sheathing shear wall is a new type high strength lateral force resisting structural system, which consists of steel cold-formed steel frame clamped steel sheathing, interior insulation and precast concrete fiber board layers attached to the flanges on the outside. This shear wall has a lot of advantages, such as great stiffness, high load capacity, good energy absorption and convenient construction, and it can be applied in prefabricated multi-story and high rise cold-formed steel structure system. Building fire is a commonly seen disaster with great harmfulness. In fire condition, the temperature in cold-formed steel clamped steel sheathing shear wall increases rapidly and hence the load capacity and stiffness deteriorate. The research on fire resistance of the shear wall has significant meaning to ensure the safety of the structures. Experimental study, theoretical analysis and finite element modeling will be employed in this project to investigate deeply on fire endurance of cold-formed steel clamped steel sheathing shear wall. By considering several parameters, including dimension and type of the shear wall, fire scenario and load levels, the temperature distribution and load bearing mechanism will be investigated. The working state and failure pattern of the shear wall at elevated temperature will be explored. By establishing analysis theory of fire resistance, the design method will be proposed on fire resistance of the shear wall. The results of the study have great scientific significance to reveal working performance and failure mechanism in fire condition and to clarify the fire resistance of cold-formed steel clamped steel sheathing shear wall, and provide basis for widely use of cold-formed steel clamped steel sheathing shear wall system.

冷弯型钢夹支薄板剪力墙是由冷弯型钢拼合柱组成钢框架,夹支薄钢板和填充保温棉,外挂预制混凝土纤维板组成的新型高强度抗侧力结构体系,具有刚度大、承载力高、耗能能力强、施工方便等优点,可在装配式多高层冷弯钢结构体系中应用。建筑火灾是一种常见的危害性较大的灾害,火灾作用下冷弯型钢夹支薄板剪力墙的温度快速升高,承载力和刚度迅速降低,研究其耐火性能对确保结构的安全性具有重要意义。本项目拟采用试验研究、理论分析和有限元模拟相结合的方法,对冷弯型钢夹支薄板剪力墙的耐火性能进行深入研究,通过研究不同尺寸和类型,不同受火工况和不同受力状态下的剪力墙在火灾下的温度分布和受力机理,探索剪力墙在高温下的工作状态和破坏机制,建立抗火分析理论,提出抗火设计方法。研究成果对揭示冷弯型钢夹支薄板剪力墙在火灾下的工作性能和破坏机理,阐明其抗火设计理论具有重要科学意义,为冷弯型钢夹支薄板剪力墙体系的推广提供支撑。

项目摘要

冷弯型钢夹支薄板剪力墙是由冷弯型钢拼合柱组成钢框架,夹支薄钢板和填充保温棉,外挂预制混凝土纤维板组成的新型高强度抗侧力结构体系,具有刚度大、承载力高、耗能能力强、施工方便等优点,可在装配式多高层冷弯钢结构体系中应用。建筑火灾是一种常见的危害性较大的灾害,火灾作用下冷弯型钢夹支薄板剪力墙的温度快速升高,承载力和刚度迅速降低,研究其耐火性能对确保结构的安全性具有重要意义。本项目采用试验研究、理论分析和有限元模拟相结合的方法,对钢材的高温力学性能与保温隔热材料的热工性能进行了测定,探明了冷弯型钢夹支薄板剪力墙在火灾作用下的温度分布规律,对冷弯型钢夹支薄板剪力墙在高温下的力学性能对冷弯型钢夹支薄板剪力墙的耐火性能进行了深入研究,探明了剪力墙在高温下的工作状态和破坏机制,建立了抗火分析理论,提出了抗火设计方法。截至项目结题时,项目设定的目标已经全部完成,发表期刊论文 18篇,其中SCI收录10篇,EI收录1篇;出版英文专著1本,由Academic Press出 版;申请和授权发明专利4项。培养硕士研究生2名,博士研究生2名。研究成果对揭示冷弯型钢夹支薄板剪力墙在火灾下的工作性能和破坏机理,阐明其抗火设计理论具有重要科学意义,为冷弯型钢夹支薄板剪力墙体系的推广提供了技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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