项目介绍

 

   

    建筑结构作为火灾防控的重要对象，其火灾下的安全性和火灾后的可修复性直接关系到人民的生命和财产安全。本项目考虑常温下加载、火灾升降温阶段持荷和火灾后继续持荷工作这一连续的全过程火灾作用，通过系列试验研究、数值模拟和理论分析，对建筑工程中广泛应用的混凝土和钢结构体系的抗火设计原理及火灾后性能评估方法进行了系统的研究，形成了可反映实际工况的建筑结构体系抗火安全设计和火灾后评估关键技术。 

 

主要创新点

 

   

（1）建立了基于建筑整体空间的火灾荷载评定和火场再现技术体系。

    对不同类型建筑的火灾荷载进行了调研和分析，提出了不同类型建筑火灾荷载的计算模型；基于火灾荷载的现场调查结果，对建筑体系的火场进行模拟，得到了着火位置不同时整个建筑的火灾蔓延规律，确定了不同火场下的结构温度-时间关系，为进行结构抗火分析和火灾后评估分析奠定了基础。

（2）提出了全过程火灾作用下建筑结构关键构件和节点的精细化分析方法。

    采用试验研究和数值模拟相结合的方法对混凝土和钢结构关键构件和节点的耐火性能进行研究，建立了可实现材料不同阶段本构关系的自动识别和转换，以及考虑混凝土高温徐变、瞬态热应变、高温爆裂、钢材热蠕变及界面粘结滑移的精细化有限元模型，为结构体系的抗火设计和火灾后评估的精细化分析创造了条件。

（3）建立了建筑结构体系抗火安全设计的理论分析体系。

    考虑整体结构中楼板的膜效应和梁的悬链线效应，建立了基于结构体系的精细化抗火计算有限元模型，结合国家体育场和中国尊等典型工程结构的抗火设计，给出了定量化分析结果，形成了考虑火灾荷载、火场分析和结构体系抗火安全设计的成套技术，为高大空间和超高层建筑结构等的抗火设计提供了可靠依据。

（4）提出了建筑结构体系火灾后力学性能的评估方法。

    将火灾现场调查及检测、火灾试验、火场模拟和结构热力耦合计算等一系列关键技术有机地结合，形成了可综合考虑火灾荷载、火场分析和结构体系火灾后力学性能评估的成套技术。 

 

项目成果

 

   

 

    基于本项成果已出版专著6部，在国内外著名期刊上发表论文45篇（其中SCI论文11篇），获得国家专利4项。该成果被成功应用于国家体育场、国家游泳中心、首都机场T3航站楼、北京第二机场和中国尊等典型工程的抗火设计以及央视TVCC大楼的火灾后评估和设计，并为GB50016-2014等7部国家规范和行业标准的编制提供了依据，推动了行业科技进步。经行业内知名专家组成的专家组鉴定，该研究成果被认为达到国际领先水平。