[发明专利]一种基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法

权利要求书

1.一种基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，包括：

基于消防系统和荷载工况，采取最不利原则设计火灾场景；

采用FDS对各空间在火灾场景下的温度场进行计算；

采用传热学理论方法计算火灾场景下铝合金构件的温度；

采用ABAQUS进行热-结构耦合分析计算，以铝合金材料屈服作为整体结构失效判定准则；

采用《建筑铝合金结构防火技术规程》T/CECS756-2020规定的方法对构件的高温承载力进行验算；

采用整体结构和构件抗火验算结果，初步确定防火保护区域，重复整体结构和构件抗火验算步骤，直到设定的防火保护区域满足设计要求。

2.如权利要求1所述的基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，所述设计火灾场景的方法为：

获取消防系统特征，消防系统特征包括主动系统、被动系统和疏散系统；

基于消防系统特征为影响因素构建事件树，事件树的每一个路径为一个火灾场景；

选取荷载工况，荷载作用效应组合的设计表达式为：

S_m＝γ₀(S_Gk+S_Tk+φ_fS_Qk)

S_m＝γ₀(S_Gk+S_Tk+φ_qS_Qk+0.4S_wk)

式中：S_m——作用效应组合的设计值；

S_Gk——永久荷载标准值的效应；

S_Tk——火灾下结构的标准温度作用效应；

S_Qk——屋面活荷载标准值的效应；

S_wk——风荷载标准值的效应；

φ_f——屋面活荷载的频遇值系数；

φ_q——屋面活荷载的准永久值系数；

γ₀——结构抗火重要性系数。

3.如权利要求2所述的基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，所述主动系统包括火灾自动报警系统、自动喷水系统和排烟系统；被动系统包括防火分隔设施。

4.如权利要求2所述的基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，对于结构抗火重要性系数γ₀，耐火等级为一级的建筑取1.15，一级耐火等级以外的其它建筑取1.05。

5.如权利要求2所述的基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，事件树的构建方法为：火灾引燃状为事件树的初始状态，以初始状态开始基于一个影响因素构建一个分叉，再在分叉上添加下一影响因素的可能状态构建下一个分叉；依次类推，每一个分叉的构件都以上一个影响因素的可能状态为基础，将所有的影响因素都表示在事件树上；事件树上火灾引燃到最后一个影响因素的一个路径为一个火灾场景。

6.如权利要求1所述的基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，所述热-结构耦合分析中，采用有限元软件建立建筑结构的有限元数值分析模型，对建筑结构的关键构件和一般构件的截面进行取值，对关键构件和一般构件的应力比控制指标取值，对荷载进行取值，获取荷载工况；

采用ABAQUS计算各个荷载工况下的变形挠度和Mises应力，采用MIDAS计算各个荷载工况下的应力比，判断铝合金材料是否进入塑性以及构件应力比是否超出限值，如果整体结构处于弹性状态和构件应力比均在限值以内则通过抗火验算。

7.如权利要求1或者6所述的基于抗火计算的建筑铝合金结构防火保护方法，其特征在于，如果铝合金材料进入塑性则未通过抗火验算，则给塑性区域的铝合金材料涂覆防火涂料。