Page 17 - 电力与能源2022年第三期

第 43 卷第 3 期 电力与能源
2022 年 6 月 2 7
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DOI : 10.11973 / dl y n y 202203004

变电站钢结构常规抗火方法及新型抗火方法探讨

汪 洋 , 李 攀 , 张 凯 2
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( 1. 苏州电力设计研究院有限公司, 江苏 苏州 215000 ; 2. 同济大学土木学院地下建筑与工程系, 上海 200092 )

摘 要: 变电站钢结构是供电系统的重要组成部分, 需要采用抗火方法保障意外火灾下的结构安全性能。分
析了钢框架火灾高温破坏的原理和破坏形式, 提出了影响结构抗火的关键问题, 对常见抗火方法提出了堵截
法、 疏导法和新材料法的分类方法, 通过剖析常规抗火方法原理上的矛盾之处, 提出了应用蜂窝梁结构和应
用热管技术的新型结构抗火方法, 并探讨了蜂窝梁和热管用于结构抗火的可行性。该方法可为变电站抗火
设计提供理论指导, 为结构抗火研究提供前瞻性方向。
关键词: 变电站; 钢结构; 抗火; 蜂窝梁; 热管
作者简介: 汪 洋( 1988 —), 男, 硕士, 高级工程师, 从事变电站土建设计工作。
中图分类号: TU393 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 03-0207-06
ConventionalandNewFireResistanceMethodforSubstationSteelStructure

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,
WANG Yan g LIPan , ZHANG Kai
( 1.SuzhouElectricPowerDesi g n & ResearchInstituteCo. , Ltd. , Suzhou215000 , Jian g suProvince , China ;
2.SchoolofCivilEn g ineerin g , Ton gj iUniversit y , Shan g hai200092 , China )

Abstract : Thesteelstructureofsubstationisanim p ortantp artofthep owersu pp l ys y stem.Fireresistance
methodshouldbeado p tedtoensurethesafet yofthestructureunderaccidentalfire.Thisp a p eranal y zesthe
p rinci p leandformofhi g htem p eraturedestructionoffiresteelframe , p utsforwardtheke y scientific p roblems
ofstructurefireresistance.Theconventionalfireresistance methodsincludeblockin g method , channellin g
methodandnew materialmethod.B y anal y zin g thecontradictioninp rinci p leoftheconventionalfireresistance
methods , itisp ro p osedtoa pp l ythemethodofstructuralfireresistanceb yusin ghone y combbeamstructure
andheat p i p etechnolo gy .Thefeasibilit yofusin ghone y combbeamandheat p i p eforstructuralfireresistance
isdiscussed.Thismethodcanp rovidetheoretical g uidanceforthefireresistancedesi g nofsubstationandp ro-
videap ros p ectiveresearchdirectionforthefireresistanceofsubstationsteelstructure.
Ke ywords : substation , steelstructure , fireresistance , hone y combbeam , heat p i p e

钢结构具有强度高、 抗震性能好等优点, 但火 性科学研究价值。
灾下钢结构性能受温度影响十分明显。变电站涉
及用电安全和经济健康发展, 必须考虑结构抗火 1 钢结构抗火的关键问题分析
问题。 1.1 高温下钢材的物理性能和力学性能
结构抗火是一个非常复杂的综合性问题, 包 钢材作为一种金属材料, 虽然材料本身不具
括火灾下室内温度场、 高温下建筑结构钢材的物 有可燃性, 但是其物理性能和力学性能受温度的
理性能和力学性能、 火灾模型、 抗火性能指标以及 影响非常大 [ 1-3 ] 。
结构抗火性能设计与计算等。从现有火灾发生次 ( 1 ) 热膨胀系数。自然界中多数材料, 尤其是
数、 经济损失、 人员伤亡等情况来看, 目前常用的
钢材在温度变化时均会发生热胀冷缩现象。
几种抗火措施并未起到理想效果。本文分析影响
( 2 ) 导热系数。研究表明, 当温度处于750℃
钢结构抗火的关键问题, 剖析常规抗火方法的原 或800℃ 以下时, 钢材导热系数与温度成反比, 但
理和特点, 探讨抗火方法的新思路, 对于变电站结
是当温度超过 800 ℃ 时, 钢材导热系数大小基本
构及其他结构抗火研究具有工程指导意义和前瞻
保持稳定。