空心注水铝合金构件的耐火性能试验研究*

颜明强，张泽江

(应急管理部四川消防研究所， 成都 610036)

0 引言

铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀性好、可挤压成型、可循环利用等优点，在建筑结构中的应用越来越广泛，常应用于建筑幕墙型材、大型金属屋面板材、人行桥梁、门式刚架、空间网格结构、通讯塔架、低层框架结构等[1-5]。但金属材料在常温和高温下的力学性能具有很大差异，当温度升高时，铝合金材料的强度和弹性模量下降很快。当温度达到200℃时，结构用铝合金材料的强度开始明显下降；当温度达到300℃时，结构用铝合金材料的强度下降到常温时强度的50%以下；当温度达到550℃时，结构用铝合金材料的强度和弹性模量基本丧失[6]。因此，铝合金结构的耐火性能较差，这已成为制约其发展的重要因素。

在防火性能方面，铝合金结构和钢结构具有一定的相似性，铝合金材料和钢材均为金属材料，其力学性能均随着温度的升高而急剧降低。因此，可以参考钢结构的防火保护方法开展适用于铝合金结构防火保护方法的研究。

在空心结构构件填充混凝土或水是提高构件耐火性能的有效方式，如钢管混凝土、钢柱注水等。据估计，全世界大约有40座建筑物采用构件注水方式来保障构件的耐火性能[7]，如美国的堪萨斯州银行大厦和匹兹堡钢铁公司大厦就应用了该方法。该方法允许结构构件直接裸露，不会因防火保护要求而增加结构构件的厚度，具有美观、空间占用率低等优点。但这种方法会增加结构自重，需要足够的水源与供水系统，对于钢结构而言，还需要考虑水腐蚀性问题，且由于对结构有着特殊的要求，需要对水流、泵系统、结构材料等做专门的设计，因此该方法在国内外应用并不多。……