火災下鋼框架結構的溫度場與整體效應分析.pdf

1、鋼結構的高溫分析在國外起步相對較早，進行的試驗與分析研究成果比較全面，而我國在這方面的研究則稍有落后。不論是高溫下結構鋼的材料屬性、力學性能還是結構在高溫下的反應，進行的試驗和研究都較少。目前國內(nèi)的鋼結構抗火依然主要是采用基于構件的設計方法，該法的缺陷已經(jīng)在很多試驗中表明，那就是它很難真實的模擬構件在整體結構中的荷載分布及構件之間的相互約束作用，基于整體結構的抗火設計必然是今后的發(fā)展方向。另外，在近幾年，性能化設計的方法得到了很大的發(fā)展

2、，該法在研究火災過程中空間的溫度場分布及其它參數(shù)(煙氣高度、有害氣體濃度等)的計算根有實用價值。
　　 本文討論了一種新的高溫分析方法，即將性能化設計與結構有限元分析相結合，這樣既可以得出較為直觀的火災后分析參數(shù)，又可以得到結構在火災發(fā)生全過程的反應。本文以鋼框架結構為分析模型，進行了如下的一下研究與分析：根據(jù)某地的實際工程建立幾何模型，利用基于計算流體動力學的性能化設計軟件FDS模擬火災發(fā)生全過程，將火源設定為穩(wěn)定火源，得到火

3、災空間不同點位的溫度變化，并通過布設在構件邊緣的溫度計算點得到其變化規(guī)律；考慮結構鋼在高溫下的非線性性能，其熱傳導系數(shù)、比熱、膨脹系數(shù)等參數(shù)的取值參照國外相關規(guī)范，并結合本文分析實際情況取值，采用通用有限元分析程序對鋼構件內(nèi)部溫度場進行計算分析；將本文分析得到的溫度場與目前多數(shù)高溫分析所采用的標準升溫曲線下的溫度場進行對比，得出并分析二者差異；最后按照整體結構法分析構件在局部高溫下的溫度應力與變形，并與標準升溫下的結果進行對比。通過本文