鋼框架結(jié)構(gòu)的火災(zāi)模擬及有限元分析.pdf

1、鋼材料有良好的結(jié)構(gòu)特性，常作為鋼結(jié)構(gòu)類建筑的主要建材。但其材料性能對溫度非常敏感，彈性模量及材料強度在200℃前與常溫時相當(dāng)，到500攝氏度時只有常溫時的一半左右，到600℃時鋼材達(dá)到材料塑性階段，基本喪失承受荷載能力?；馂?zāi)作為建筑物受損的常見形式，往往使得建筑物內(nèi)的溫度達(dá)到800-900℃左右，并持續(xù)很長時間，導(dǎo)致建筑物承載能力下降甚至坍塌，帶來巨額的經(jīng)濟(jì)損失和大量的人員傷亡。
　　目前國內(nèi)外對結(jié)構(gòu)中獨立構(gòu)件的結(jié)構(gòu)抗火分析已經(jīng)比

2、較完善，對鋼框架的整體抗火性能的研究還不夠深入全面。鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計中首要工作即是對火災(zāi)發(fā)生時空間的溫度分布的描述。目前對火災(zāi)全過程空間溫度分布多限于使用標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線來進(jìn)行模擬計算，但實際火災(zāi)時的溫度變化與標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線存在較大差異。不同的火災(zāi)荷載、不同的建筑形式、其溫度分布趨勢與數(shù)值都有很大差異，而這種差異會直接導(dǎo)致后續(xù)的熱——結(jié)構(gòu)耦合分析中結(jié)構(gòu)力學(xué)反應(yīng)的不同。此外，假定溫度沿梁橫斷面均勻分布或線性分布，這都與真實情況不符，也未實現(xiàn)熱——

3、結(jié)構(gòu)的真正耦合計算。針對以上情況，本文作了以下研究工作：
　　1.概括總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)抗火方面的研究現(xiàn)狀，較為系統(tǒng)的比較各國關(guān)于鋼材料及混凝土材料等物理性能和熱工參數(shù)?？紤]高溫下鋼的非線性性能，并結(jié)合實際情況取值，從而確定了本文在熱——結(jié)構(gòu)分析過程中所需參數(shù)；
　　2.采用火災(zāi)模擬軟件FDS建立某間辦公室的實際受火模型，模擬其發(fā)生火災(zāi)時煙霧流動，火勢發(fā)展，室內(nèi)溫度場等規(guī)律，并詳細(xì)分析了通風(fēng)口對室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時溫度場的影響，確定室內(nèi)升