火災作用下海洋平臺結構失效機理和風險評估.pdf

1、基于整體的抗火研究是鋼結構抗火研究的重要發(fā)展方向，其優(yōu)點在于，和基于構件的抗火設計相比，這種設計方法能夠更加有效的利用結構整體中構件與構件之間的聯(lián)系，挖掘鋼結構潛在的抗火能力，最終達到節(jié)約鋼材，節(jié)省建設成本的目的。本文以鋼結構的整體抗火性能為研究對象，以BZ28-1鋼質海洋平臺為研究手段，較為系統(tǒng)的對單室火災作用下海洋平臺的整體響應過程及響應機理進行了分析和研究。 火災燃燒研究是結構抗火的前提。本文首先介紹了火災燃燒的特性及其發(fā)

2、生、發(fā)展的條件和過程，重點針對海洋平臺火災災害，論述了不同于普通火災的特性，以及其可燃物、點火源的分類情況等，并指明了結構抗火設計的層次和重點。 其次，分析火災發(fā)生作用時，鋼結構海洋平臺的整體溫度場和結構響應?；谀芰渴睾愣?、Fourier導熱定律和Newton冷卻方程，建立海洋平臺火災作用下的瞬態(tài)溫度場數學計算模型，結合BZ28-1南井口平臺導管架進行計算分析，同時，建立有限元計算機分析模型，通過瞬態(tài)計算方法同時對海洋平臺結

3、構整體溫度場進行研究，由此，推導火災作用時的等效平均溫度計算公式。采用彈塑性方法和高溫狀態(tài)下鋼材的理想應力-應變本構關系，應用ANSYS有限元模擬方法，計算BZ28-1海洋平臺在變化溫度場及恒定荷載作用下的結構整體應力-位移響應。通過分析，總結海洋平臺在火災作用下?lián)p傷和倒塌的機理，進一步提出火災作用下，無保護層鋼質海洋平臺破壞形態(tài)的初步理論，并對結構整體火災響應劃分階段。 再次，論述了海洋平臺火災的風險評估方法和火災的預防途徑。