鋼結(jié)構(gòu)建筑抗火性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)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(shù)的不斷進步，其應(yīng)用前景非常廣泛。但是，耐火性能差是鋼結(jié)構(gòu)的一個致命缺點，鋼材的強度、彈性模量等基本力學(xué)性能指標(biāo)在高溫下急劇下降，一旦發(fā)生火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)建筑就有可能發(fā)生嚴(yán)重的破壞，甚至過早地整體倒塌，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。目前國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計主要采用基于試驗的構(gòu)件抗火設(shè)計方法，這種方法費用昂貴并且很難模擬構(gòu)件在整體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的抗火極限承載力，可以更加合理地確定鋼結(jié)構(gòu)的防火保護措施。因此，對基于計算的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)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(jié)構(gòu)抗火研究動態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳熱學(xué)經(jīng)典理論，從設(shè)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(zāi)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(zāi)發(fā)生時間與溫度及變形的關(guān)系曲線，真正達到結(jié)構(gòu)瞬時溫度狀況和結(jié)構(gòu)火反應(yīng)一體化。并通過對空間鋼框架的溫度—結(jié)構(gòu)耦合計算，進行火災(zāi)情況下鋼結(jié)構(gòu)全過程反應(yīng)分析，判斷出火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，考察受火構(gòu)件與非受火構(gòu)件的相互影響，更加真實地反映出結(jié)構(gòu)的抗火性能。