考虑保温构造的冷成型钢复合墙体足尺承重抗火试验研究.docx

考虑保温构造的冷成型钢复合墙体足尺承重抗火试验研究
引言
在现代的建筑领域，钢结构常常被用于构建高层建筑、桥梁和其他大型设施。钢结构的优点是抗风、抗震、重量轻、易于安装和更容易保护。但是，钢结构也有其劣势，如腐蚀、耐火性能差和易导致温差变形等问题。保温构造的冷成型钢复合墙体是一种新型的钢结构体系，它通过两层钢板之间填充保温材料来起到绝缘保温和防火隔离的作用。保温构造的冷成型钢复合墙体逐渐被应用于商业、工业和住宅建筑中，并得到了越来越广泛的关注。
本文的主旨是通过足尺试验，评估保温构造的冷成型钢复合墙体的承重性能和抗火性能，以提供对该钢结构体系的实际应用的参考。
实验设计与方法
本次试验选用宽度为1.2m，高度为3.3m，厚度为150mm的保温构造的冷成型钢复合墙体。该墙体采用双层钢板与保温材料夹层的形式，保温材料采用聚苯乙烯泡沫板，钢板厚度为0.7mm，保温板厚度为100mm。本试验分成两个部分，测试该钢结构体系的承载能力和抗火性能。
1)承载能力测试
本次试验采用两种不同的承重方式，测试墙体的承载能力。在第一种承重方式下，用螺栓将墙体上方的钢梁固定在90度的角度上，模拟墙体承受垂直水平的压力。在第二种承重方式下，用钢梁将墙体横向几何连接，模拟墙体承受水平荷载的压力。试验所用负载仪器为4t承重力计。
2)抗火性能测试
本次试验采用底部受火、顶部受压较为常见且危险的火灾情况，模拟火势对墙体的破坏作用。试验采用JISA1304-2006标准，温度曲线与ISO834-1曲线一致，为10分钟抗火试验（分为预热期、升温期和持续期）。试验记录墙体表面、保温层、钢板和连接处温度变化情况，观察墙体的破坏程度。
结果与分析
承载能力测试结果表明，垂直水平荷载大约为20kN，水平荷载大约为12kN。测试结果符合设计要求和理想值，证明该钢结构体系具有较好的承载能力。
抗火性能测试结果表明，保温构造的冷成型钢复合墙体在受火后10分钟内，保温层的表面温度不超过250℃，钢板表面温度不超过300℃，与标准规定符合。但是，在持续期后，墙体表面出现了焦化、炭化的破坏情况。试验结果表明，在火灾发生时，墙体的保温层起到了缓冲起到的保温作用，但是进行了相当大的损坏和破坏。破坏情况与保温材料的种类和厚度、材料的阻燃性、连接方式、温度等因素有关。
结论
通过以上试验结果，评估保温构造的冷成型钢复合墙体的承载能力和抗火性能，得出以下结论：
1）保温构造的冷成型钢复合墙体的承载能力符合设计要求和理想值。该钢结构体系具有较好的承载能力。
2）保温构造的冷成型钢复合墙体的抗火性能符合标准规定，但是在持续期后，会出现墙体表面的焦化、炭化等破坏情况。需要在实际应用中，根据防火要求的不同，进行进一步的改进和完善。
该试验结果为保温构造的冷成型钢复合墙体在实际应用过程中提供了一定的参考价值。