資源描述:
《基于fds模擬溫度場作用下鋼框架性能化抗火研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學碩士學位論文基于FDS模擬溫度場作用下鋼框架性能化抗火研究姓名:張永恒申請學位級別:碩士專業(yè):結(jié)構(gòu)工程指導教師:楊志勇20070401武漢理工大學碩士學位論文摘要傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設計一般采用IS0834標準升溫曲線作為環(huán)境溫度,而實踐證明不同火災場景下環(huán)境升溫曲線不一樣,有時差別還很大;目前國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設計仍采用基于試驗的構(gòu)件抗火設計方法,該方法雖然具有簡單、直觀、應用方便等優(yōu)點,但也存在不合理的部分。經(jīng)過多年的實踐應用發(fā)現(xiàn)其科學性還不強,通過計算來確定鋼結(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。因此在真實火災場景下利用基于計算的鋼結(jié)構(gòu)抗火設計方法進行深入的研究,具有重
2、要的理論意義和工程實用價值。在查閱大量文獻資料的基礎上,本文主要做了如下研究:1)根據(jù)建筑性能化的抗火設計思想,對一確定的火災場景火災持續(xù)時間進行分析和計算,確定火災持續(xù)時間,并在此時問內(nèi)對結(jié)構(gòu)進行抗火分析。2)運用火災場模擬軟件(FDS)FireDynamicSimulator計算火災下空氣的實際升溫曲線,以此作為結(jié)構(gòu)分析的環(huán)境溫度,并將其計算結(jié)果與IS0834標準升溫曲線計算結(jié)果進行比較。‘3)在兩種升溫曲線下采用有限元分析軟件ANSYS對受火構(gòu)件截面的溫度分布進行分析和計算。4)在實際升溫曲線下應用ANSYS對一鋼框架結(jié)構(gòu)進行熱一力結(jié)構(gòu)禍合分析,考察了不同荷載條件下結(jié)構(gòu)和受火構(gòu)件的耐火時
3、間和耐火溫度,并詳細考察了受火構(gòu)件與非受火構(gòu)件的力學性能及變形性能,判斷了火災下結(jié)構(gòu)抗火的薄弱環(huán)節(jié)。分析結(jié)果表明:火災下環(huán)境溫度受多種因素的制約,結(jié)構(gòu)抗火計算統(tǒng)一采用IS0834標準升溫曲線與環(huán)境實際升溫有時差別較大,不能完全真實反應結(jié)構(gòu)抗火響應;由于梁懸鏈線效應影響,受火梁端的塑性區(qū)先隨溫度的增加而增加,當超過某一溫度時塑性區(qū)逐漸減?。粺o防火保護的鋼框架整體抗火性能遠遠大于單個構(gòu)件的抗火能力;火災發(fā)生后,不僅僅是受火構(gòu)件的內(nèi)力受高溫的影響較大,未受火構(gòu)件的內(nèi)力也會發(fā)生變化。通過對鋼框架結(jié)構(gòu)的抗火反應分析,希望能為今后的鋼結(jié)構(gòu)抗火研究提供一些參考意見。關(guān)鍵詞:鋼框架結(jié)構(gòu)、性能化抗火、場模擬、有
4、限元分析、整體抗火反應武漢理工大學碩士學位論文Generallyspeaking,thetraditionaldesignofresistancetofireonstructureappliesIS0834standardwarmingupcurveasenvironmentaltemperature,however,thepracticeprovesthatdifferentfiresiteshavedifferentwarmingupcurvesandsometimestherearehugedifference.Atpresent,thesteelstructuredesignofres
5、istancetofirestillutilizesthecomponentdesignmethodofresistancetofirebasedonexperiment.nismethodhasmanyadvantagessuchaSsimpleness.direct-viewing,convenienceandSOon,buttherearestillhaveSOmeshortages.Severalyears’practicalapplicationshowsthatthemethodhasafewdisadvantagesintheory,butthecalculationforste
6、elstructurelimitbearingcapacityofresistancetofirecansolvethisproblemwell.Itisnecessary幻developprofoundresearchonthesteelstructuredesignmethodofresistancetofirebaSedoncalculationundertheconditionoftreefiresituation,andthisresearchcanprovideimportanttheoryOilresistancetofireandhaveengineeringvalues.Ba
7、sedonconsultinglotsofdocuments,thispaperhascompletedSOmeresearchasfollows.1)Accordingtothedesignideaofresistancetofireonarchitecturalperformance,thispaperperformstheanalysisandcomputationoffireduratio