基于子结构模型的多高层钢结构的耐火性能及破坏机理讲解.ppt

4、研究目标及进展 ?进展（四） 柱顶竖向位移 A点水平位移 柱子在高温作用下容易发生弱轴方向的失稳破坏。 节点初步分析 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Company Logo COMPANY LOGO 基于子结构模型的多高层钢结构的耐火性能及破坏机理 内容提要 研究的背景与意义 1 国内外研究现状 2 研究方法及内容 3 研究目标及进展 4 研究进度计划 5 1、研究的背景与意义 材性好 可靠性高 强度高 自重轻 刚度大 连接方便重复利用率高 抗震性能好 钢结构 施工速度快 ?背景 1、研究的背景与意义 钢结构建筑面积占建筑总面积之比 （%） ?背景 1、研究的背景与意义 钢结构屋盖火灾倒塌实例 建筑名称 结构类型 火灾日期 破坏情况 安徽蒙牛乳业有限公司 钢结构库房 2005.8.2 屋顶倒塌 青岛正大公司 钢屋架 2003.4.6 钢屋架倒塌 玉泉营环岛家具城 钢结构 1998.5.5 25min倒塌 长春卷烟厂 钢木屋架 1981.4.5 倒塌 北京友谊宾馆剧场 钢木屋架 1983.12 20min倒塌 唐山市棉纺织厂 钢梁 1986.2.8 20min倒塌 北京高压气瓶厂 钢屋架 1986.4.8 倒塌 江油电厂俱乐部 钢屋架 1987.4.21 20min倒塌 ?背景 钢结构耐火性能差，温度为500℃时，钢材屈服强度将降至室温下强度的一半，600 ℃时，钢材将丧失大部分强度和刚度。 1、研究的背景与意义 911事件世贸中心发生火灾 世贸中心火灾后倒塌 一栋单层钢结构厂房火灾后 1998年北京玉泉营环岛家具城火灾（倒塌） ?背景 1、研究的背景与意义 ?意义 钢结构火灾中损害严重 通过对钢结构耐火性能及破坏机理的研究 推动火灾下多高层钢结构的抗火设计理论的发展及其应用 减轻结构在火灾中的破坏，避免结构在火灾中倒塌造成人员伤亡 2、国内外研究现状 国际上从20世纪50年代开始重视结 构抗火研究，但以结构分析的方法对结构的抗火性能进行研究大约始于1970年左右。 我国结构抗火研究起步较晚，20世纪90年代同济大学在国内较早的开展了钢框架结构等抗火试验与理论研究。 2、国内外研究现状 研究单位 所在国家 主要研究内容 BFRL;NIST; 美国 室内火灾足尺试验；火灾模拟软件FDS. 美国波特兰水泥协会 美国 构件耐火性能试验； 大型混凝土构件足尺 耐火试验；高性能混凝土抗火性能. 英国火灾研究所 英国 高温下混凝土应力-应变关系. 英国谢菲尔德大学 英国 钢结构在火灾中反应数值模拟;钢筋混凝土 结构、组合结构在火灾中反应数值模拟. 加拿大国家研究院 加拿大 构件内温度场分析；柱的耐火性能；钢管 混凝土柱的耐火性能；结构抗火设计方法. ?国外 2、国内外研究现状 研究单位 研究人员 主要研究内容 同济大学 李国强，蒋首超等 钢-混凝土组合梁抗火性能试验研究，钢结构抗火设计，钢梁、组合梁、钢柱等的抗火性能试验研究。 清华大学 过镇海 ， 时旭东等 钢筋混凝土的高温性能研究,钢筋混凝土受压柱受热性能分析。 哈工大 青岛理工大学 董毓利，范明瑞等 钢框架足尺结构抗火性能的试验研究，H型钢梁、钢柱抗火性能试验研究。 西安建筑科技大学 李晓东等 钢筋混凝土简支板、连续板火灾行为试验研究，H型截面钢柱抗火性能试验研究。 山东建筑大学 王玉镯等 钢筋混凝土框架节点火灾下的抗火性能模拟。 ?国内 3、研究方法及内容 ?方法 理论分析与数值模拟 试验研究 数值模拟与试验结果 对比，提出结论 阅读已有文献及相关参考资料，掌握钢材在高温下的力学性能与物理特性，利用ABAQUS建立整体钢结构火灾下的模型，并进一步提出子结构模型。 通过ABAQUS建立更加精细化的子结构模型进行数值模拟分析，与试验结果进行对比，得出子结构的耐火极限，进而提出多高层钢结构在局部受火时的破坏规律。 3、研究方法及内容 ?内容 局部火灾作用下高层钢结构破坏规律的分析 火灾试验研究 基于子结构的高层钢结构耐火性能与破坏机理分析 高层钢结构耐火性能的分析，提出子结构模型 设计了四个试验模型，采用高温试验炉进行火灾模拟，分别在不同的受火部位进行试验，研究模型在不同受火情况下的行为特征。 子结构的精细化数值模拟，对中间柱和边柱的破坏机理及影响因素的分析 局部梁、柱的屈曲破坏对结构的影响及整体结构失稳破坏的影响因素 基于构件防火设计方法的