火災下大空間鋁合金網架受力性能

陳 程，郭耀杰，陳顥元，孫 云，張 鏢

(武漢大學土木建筑工程學院，武漢 430072)

隨著經濟的發展，人們對大空間、大跨度建筑的需求日益增強，諸如大型游泳館、展覽館、飛機場等[1]。鋁合金空間結構以其外形美觀、比強度高、抗腐蝕性好等優點，逐漸被中國廣泛應用于大空間建筑中[2]。然而，由于鋁合金相較于傳統鋼材或混凝土[3]，在材性方面有較大差異[4]，現有研究[5]表明，鋁合金材料對溫度十分敏感，導熱系數約為鋼材的3倍，比熱容約為鋼材的2倍，高溫下鋁合金的彈性模量、屈服強度也比鋼材下降得更快；且為追求美觀，一般不對鋁合金構件進行被動防火保護[2]。因此，在高溫下，鋁合金結構可能比普通鋼結構更易發生破壞。

目前，歐洲對于鋁合金結構高溫下力學性能研究較為全面，并已經編訂了相應規范[5]。Maljaars等[6]通過將穩態和瞬態拉伸試驗的屈服強度結果進行對比，發現在相同溫度下，爆火時間2 h的瞬態結果值是穩態試驗的1/3。2008年，Maljaars等[7]對金屬材料高溫蠕變本構關系進行修正，并得到了高溫下鋁合金的本構關系。國內對于鋁合金結構在高溫下的力學性能研究尚不完善。2005年，李國強等[8]提出室內空間火災的發展可分為初期增長階段、全盛階段和衰退階段，并提出由于高大空間建筑不會發生“轟燃”現象，所以不符合國際標準組織制定的ISO834標準升溫曲線[9]。隨后，李國強等[10]、Zhang等[11]相繼通過大量試驗得到了適用于高大空間建筑的空氣溫升曲線。中外對于構件的升溫研究主要集中于對鋼結構，鄧夕勝等[12]通過考慮火焰輻射得到了大空間建筑火災下鋼構件溫升的實用計算式。……