真实火灾下足尺冷成型钢复合剪力墙结构耐火性能试验研究

摘要

冷成型钢复合剪力墙结构采用冷成型钢管混凝土边柱、半刚性连接节点、组合楼盖体系和外填充式夹心组合墙体等构件,具有整体连接性强、抗震性能优越等优势。其耐火性能研究是该结构在我国推广应用的研究重点之一。为此,建造了3栋平面尺寸为7.2 m×7.2 m、层高3 m的单层冷成型钢复合剪力墙结构模型房屋,并对其进行了不同火灾工况下的足尺结构模拟真实火灾试验。对试验现象、结构破坏模式、实际温度场和位移场进行分析。研究结果表明:相对于火源均匀分布的受火工况,存在局部集中火源的工况更容易发生轰燃;自然火灾下的小空间升温曲线对应温度改变可分为3个阶段,在封闭燃烧阶段和回燃阶段,受火房间内温度沿高度方向呈现不均匀分布,轰燃后,整个室内空间温度趋于相同;外填充式夹心组合墙体具有优越的耐火性能,自然火灾下耐火时间可以达到119 min。针对冷成型钢复合剪力墙结构提出抗火设计建议:墙体应选用外填充式夹心组合墙体;楼盖体系中,应选用与钢材连接可靠的耐火板材作为天花板,楼面ALC板材应当错落放置;需增强楼面钢托梁与墙体上部双拼梁(框架梁)连接处的防火保护。