文档介绍：摘要堕签鎏王猩盔堂堡主堂垡鲨塞钢结构具有自重轻,施工快,抗震性能好等优点,因而在现代建筑中得到了广泛的应用。然而,耐火性能差是钢结构的一个致命缺点,钢材的强度、弹性模量等基本力学性能指标在高温下急剧下降,一旦发生火灾钢结构就有可能发生严重的破坏甚至过早地整体倒塌。目前国内的钢结构抗火设计主要采用基于试验的构件抗火设计方法,这种方法很难模拟构件在整体结构中的荷载分布、大小以及端部约束情况的影响,而通过试验模拟的计算来确定钢结构的抗火极限承载力,则可以更加合理地确定钢结构的防火保护措施。因此,对基于计算的钢结构抗火设计方法进行深入的研究具有重要的理论意义和工程实用价值。本文首先说明了火灾的危害,分析了建筑物的耐火等级以及结构构件与结构整体的耐火极限;研究了火灾下钢结构构件的升温,以及高温下钢结构的材料特性与力学性能。归纳了钢结构抗火设计的一般原则与方法,理论分析了局部火灾下钢结构构件的温度内力,然后按照传热学的原理,采用有限元法,对平面钢框架结构进行了热一结构耦合计算,研究了火灾下结构的薄弱环节,并研究了受火构件与非受火构件的相互影响,随着温度按照标准升温曲线升温得出了各个时刻结构的变形,从而更加真实地反映出结构的抗火性能。关键词:钢结构抗火;耐火时间;保护层厚度;钢框架;热一应力耦合分析
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绺哈尔滨工程大学学位论文原创性声明期:沙件日发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开结果由本人承担。作者┳.日
第滦髀引言建筑物是人们工作和生活的场所,同时建筑物又面临着各种自然灾害和入为的灾害的危害。在危害建筑物的各种因素中,火灾是比较严重的—种。人们在工作和生活中由于各种自然的或者人为的原因,经常会引起火灾。据统计,年美国和日本的火灾伤亡已经占到了国民经济总值的.%⋯,,增大了火荷载密度,使得火灾发生的概率和危险性也不断的增加,如何降低火灾发生的概率和火灾带来的损失一直是人们比较关注的话题。钢结构具有自重轻,施工快,抗震性能好等特点,.尤其是工字型钢,在我国的工业厂房,大型公共设施,高层建筑方面得到广泛的应用,近年来住宅钢结构也有了很大的发展。但是钢结构一个致命弱点是不耐火,高温下钢材的性能会有很大的变化。温度为娴氖焙颍植牡那慷冉ń档椭潦椅孪虑度的一半,温度达到妫植幕旧仙ナú壳慷群透斩龋话慊鸪〉温度为妗妫缘备纸峁菇ㄖ挥胁扇》阑鸨;さ氖焙颍坏┓生火灾,结构很容易遭到破坏。国内外这方面的例子很多四;年美国蒙哥马利市的一个饭店发生火灾,钢结构屋顶被烧塌;年美国层的纽约第一贸易办公大楼发生火灾,楼盖钢梁被烧扭曲左右;年英国一幢多层钢结构建筑在施工阶段发生火灾,至骸⒏种吐ジ歉骤旒艿难现仄苹怠年北京玉泉营家具城发生火灾,造成该建筑物整体倒塌。对于高层建筑而言,由于其“烟囱效应”使得火灾发生时火势很难控制,造成的危害更大,损失最大的莫过于年的“笔录月日,美国纽约层、高的世贸中心双塔楼遭受恐怖分子劫持的飞机撞击。在飞机撞楼后约一个小时,南北两塔楼原地坐塌,死亡和失踪人员约人,直接经济损失高达数百亿美元。究其原因:撞击南北两塔楼的飞机均携带几十吨的高级航哈尔滨工程大学硕士学位论文
国内外结构抗火设计研究概况空燃油,当飞机撞进大楼之后,使得飞机油箱破裂,几十吨燃油迅速燃烧起来缤..,火灾使室内温度高达妗妫斐杀蛔膊糠值母结构体系因高温作用而失效,使得上部结构自然下落,巨大的冲击力导致大厦坍塌。由此可见,对钢结构的抗火性能的研究已经成为工程界迫切需要解决的多年来,世界各国在建筑结构抗火设计领域开展了广泛而深入的研究,主要集中在以下几个方面跚:峁共牧显诨鹪指呶孪碌男阅苎芯浚绺植脑诟呶孪碌那慷取抗拉强度、弹性模量、应力一应变曲线;混凝土的导热系数、比热、线膨胀系数峁构辜曜寄突鹗匝榉椒ḿ吧璞浮止辜⒏纸罨炷凉辜谖露瘸》植肌止辜⒏纸罨炷凉辜敖峁沟ピ5哪突鹦阅苎芯俊止辜突鸨;し椒ḿ氨;げ牧涎芯俊Щ鸱智鹪稚虑叩难芯坑朐げ狻问题。图世贸双塔受火的照片簪。‘哈尔滨工程大学硕士学位论文图梁端的剪切破坏
国外对结构的抗火性能的理论和试验研究开展的比较早,研究对象包括构件,节点和整体结构等卧洲。早在年,在美国就已经开始了混凝土的抗火试验,年,英国也开始了针对单根构件的受火试验“辏英国钢铁公司进行了著名的卡丁顿试验Ⅲ,试验