新型冷彎薄壁型鋼-混凝土組合樓蓋耐火性能數值模擬研究

王衛永，馬杰，周緒紅，石宇，馬全濤

(1.重慶大學 土木工程學院，重慶400045；2.日照大象房屋建設有限公司，山東 日照 276800)

在施工現場，冷彎薄壁型鋼-混凝土組合樓蓋通常采用自攻螺釘將壓型鋼板和下側冷彎薄壁型鋼梁固定，再在壓型鋼板上側澆筑混凝土而成，樓蓋結構輕巧，裝配化水平高且施工便捷。學者們[1-5]已對此類樓蓋體系的受彎性能、連接性能和舒適度進行多項研究，表明其具備良好的應用價值。周緒紅等[6]、賈子文等[7-8]對冷彎薄壁型鋼-混凝土組合樓蓋的構造進行了詳細闡述，同時結合試驗和模擬提出樓蓋的實用計算公式。組合樓蓋的耐火性能也備受關注，Sharma等[9]考慮樓蓋受火時混凝土與鋼板脫離而產生的隔熱效應，建立鋼板與混凝土之間的界面單元模型來實現傳熱過程的模擬和參數分析，最后提出了預測混凝土溫度的經驗公式。蘆強[10]推導了高溫下組合樓蓋變形計算公式，理論計算結果與有限元模擬吻合良好。任鵬飛等[11]對受火90 min后的組合樓蓋開展靜載性能試驗，發現雖然混凝土開裂嚴重，鋼梁變形明顯，但組合樓板仍具有較高剩余承載力。

目前，組合樓蓋下側通常無防火保護層，Bedná等[12]指出，常規冷彎薄壁型鋼-混凝土組合樓蓋的托梁等直接暴露在火災中，對樓蓋耐火性能很不利。為避免樓蓋梁直接受火，在樓蓋梁下側固定防火板形成保護層的新型樓蓋構造如圖1所示。防火保護層構造簡單，施工方便，能大幅延緩型鋼的升溫過程，樓蓋耐火性能明顯提升。……