钢结构住宅是当前我国住宅现代化、环保化、产业化的一个发展方向。我国政府部门正逐步出台各项政策来推动钢结构住宅的应用和发展。然而,由于钢结构自身耐火性能差,裸露钢结构在火灾作用下很容易发生破坏,从而导致人员伤亡及财产损失。因此有必要对它的防火和抗火问题进行研究。 建筑钢结构防火主要包括从由建筑自身特点控制火灾蔓延和对钢结构的防火保护两部分。就此两部分,本文进行了如下资料收集及研究: (1) 本文对由结构自身控制火灾蔓延的各种方法进行了简扼的介绍。 (2) 本文对建筑钢结构的各种防火保护方法进行了一个系统完善的综述,并对各类防火方法的综合性能做出适当的评价,对防火材料的适用性也给出了若干建议。 (3) 本文对钢结构防火板材的构造措施进行了较为深入的研究,对其包覆钢构件构造上的特点进行了归纳和总结,为当今我国防火板材的包覆钢结构的施工提供了较为全面的参考资料。 建筑钢结构的抗火问题主要是在结构防火的基础之上让防火问题更具有经济性,从而导致了“结构抗火设计”的孕育而生。 本文在前人对钢结构抗火研究的基础之上对H型钢柱的抗火进行如下研究: (1) 应用ANSYS有限元程序,进行了H型钢柱火灾下的升温分析;计算了在ALC墙板围护体系下的防火涂料和防火板保护下的H型钢在ISO 834标准升温曲线下的截面温度分布,引用了温度梯度的概念; (2) 从理论上分析出温度梯度对压弯钢柱的高温下结构稳定产生不利影响的原因,应用有限元法计算出了截面温度梯度对压弯钢柱高温下的临界载荷比的影响程度。 (3) 在大量参数分析计算的基础上,提出了: 1) 与墙板连接的、有防火涂料保护的H型钢柱火灾作用下的截面温差实用计算公式; 2) 考虑截面有温度梯度情况下的H型钢柱的高温压弯临界载荷比实用计算公式。