(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111345232.7 (22)申请日 2021.11.15 (71)申请人 应急管理部四川消防研究所 地址 610000 四川省成 都市金牛区金科南 路69号 (72)发明人 钟波　张泽江　颜明强　黄浩　 (74)专利代理 机构 成都春夏知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 51317 代理人 陈春华 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于抗火计算的建筑铝合金结构防火 保护方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于抗火计算的建筑铝 合金结构防火保护方法， 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AB AQUS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。 本 发明快速有效地计算铝合金结构的抗火性能， 确 定铝合金结构的最优防火保护区域； 本发明提高 建筑铝合金 结构防火 设计的便捷性。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114357817 A 2022.04.15 CN 114357817 A 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： Sm＝γ0(SGk+STk+φfSQk) Sm＝γ0(SGk+STk+φqSQk+0.4Swk) 式中： Sm——作用效应组合的设计值； SGk——永久荷载 标准值的效应； STk——火灾下 结构的标准温度作用效应； SQk——屋面活荷载 标准值的效应； Swk——风荷载 标准值的效应； φf——屋面活荷载的频遇值系数； φq——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，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114357817 A 2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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114357817 A 3