鋼結構建筑抗火性能研究.pdf

1、鋼結構建筑建造速度快、抗震性能好、建筑造型美觀且富于變化，隨著我國鋼產(chǎn)量的大幅度提高，建筑技術的不斷進步，其應用前景非常廣泛。但是，耐火性能差是鋼結構的一個致命缺點，鋼材的強度、彈性模量等基本力學性能指標在高溫下急劇下降，一旦發(fā)生火災，鋼結構建筑就有可能發(fā)生嚴重的破壞，甚至過早地整體倒塌，造成嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。目前國內(nèi)的鋼結構抗火設計主要采用基于試驗的構件抗火設計方法，這種方法費用昂貴并且很難模擬構件在整體結構中的荷載分布和大小

2、、端部約束等情況。通過計算來確定鋼結構的抗火極限承載力，可以更加合理地確定鋼結構的防火保護措施。因此，對基于計算的鋼結構抗火設計方法進行深入的研究，具有重要的理論意義和工程實用價值。 本文在綜合考慮國內(nèi)外鋼結構抗火研究動態(tài)的基礎上，根據(jù)傳熱學經(jīng)典理論，從設計參數(shù)的選擇與確定入手，利用ANSYS有限元軟件，建立了鋼框架在火災條件下的傳熱模型、外力荷載及溫度荷載共同作用下的受力模型，綜合考慮材料非線性和幾何非線性，對其進行整體抗火分

3、析研究。 本文主要針對不同柱截面形式(箱型和H型截面)的平面鋼框架進行ANSYS數(shù)值模擬分析比較，得到其不同的失效狀態(tài)，分析研究了柱截面形式對鋼框架抗火性能的影響。繪制出火災發(fā)生時間與溫度及變形的關系曲線，真正達到結構瞬時溫度狀況和結構火反應一體化。并通過對空間鋼框架的溫度—結構耦合計算，進行火災情況下鋼結構全過程反應分析，判斷出火災下結構的薄弱環(huán)節(jié)，考察受火構件與非受火構件的相互影響，更加真實地反映出結構的抗火性能。