基于FDS模擬溫度場(chǎng)作用下鋼框架性能化抗火研究.pdf

1、傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)一般采用ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)作為環(huán)境溫度，而實(shí)踐證明不同火災(zāi)場(chǎng)景下環(huán)境升溫曲線(xiàn)不一樣，有時(shí)差別還很大；目前國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)仍采用基于試驗(yàn)的構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方法，該方法雖然具有簡(jiǎn)單、直觀(guān)、應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，但也存在不合理的部分。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)其科學(xué)性還不強(qiáng)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定鋼結(jié)構(gòu)的抗火極限承載能力能很好的解決上述方法的不足。因此在真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景下利用基于計(jì)算的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入的研究，具有重要的理論意義和

2、工程實(shí)用價(jià)值。在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，本文主要做了如下研究： 1)根據(jù)建筑性能化的抗火設(shè)計(jì)思想，對(duì)一確定的火災(zāi)場(chǎng)景火災(zāi)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析和計(jì)算，確定火災(zāi)持續(xù)時(shí)間，并在此時(shí)間內(nèi)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗火分析。 2)運(yùn)用火災(zāi)場(chǎng)模擬軟件(FDS)Fire Dynamic Simulator計(jì)算火災(zāi)下空氣的實(shí)際升溫曲線(xiàn)，以此作為結(jié)構(gòu)分析的環(huán)境溫度，并將其計(jì)算結(jié)果與IS0834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。 3)在兩種升溫曲線(xiàn)下采用

3、有限元分析軟件ANSYS對(duì)受火構(gòu)件截面的溫度分布進(jìn)行分析和計(jì)算。 4)在實(shí)際升溫曲線(xiàn)下應(yīng)用ANSYS對(duì)一鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱-力結(jié)構(gòu)耦合分析，考察了不同荷載條件下結(jié)構(gòu)和受火構(gòu)件的耐火時(shí)間和耐火溫度，并詳細(xì)考察了受火構(gòu)件與非受火構(gòu)件的力學(xué)性能及變形性能，判斷了火災(zāi)下結(jié)構(gòu)抗火的薄弱環(huán)節(jié)。 分析結(jié)果表明：火災(zāi)下環(huán)境溫度受多種因素的制約，結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算統(tǒng)一采用ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(xiàn)與環(huán)境實(shí)際升溫有時(shí)差別較大，不能完全真實(shí)反應(yīng)結(jié)構(gòu)抗火