钢框架整体结构在火灾下行为的研究-机械设计与理论专业论文.docxVIP

摘要摘要 摘要 摘要 随着经济的发展，钢结构以其强度高、重量轻、施工周期短等优势，在建筑业中迅 速崛起，而火灾发生的次数和由它造成的生命财产损失也在增加。由于结构的功能是以 整体承受载荷，火灾下单个构件的破坏，并不意昧着整体结构的破坏，结构内部应力的 重分布，使整体结构仍具有继续承载的能力。因此，以整体结构为对象计算其抗火能力 就势在必行。本文以整体结构为对象，以有限元分析软件ANSYS为平台，采用基于计 算的结构抗火设计方法，对以下几个方面进行了研究： 首先开发了一种简化计算模型：以整体结构为对象能有效地模拟各构件间的关系， 这将导致解题规模巨大，为使解题规模限制在当前计算机解题能力之内，本文探索了局 部火灾对邻近区域和对整体结构的影响，开发出了一种简化计算模型。 第二对火灾下钢结构行为进行了变参数研究：文中模拟研究时考虑构件之间约束状 态对整体结构响应的影响，采用刚接和铰接两种连接方式；将结构的主梁采用防火保护、 次梁不保护进行定量计算分析，得出整体钢框架结构在不同防火保护措施下的结构响 应；对轻型钢筋混凝土复合楼板在温度载荷下的力学性能进行研究，提出了可用于工程 中的分层钢筋混凝土模型。 第三对计算模型和计算方法实验验证：火灾下的组合梁沿高度的温度分布通常是不 均匀的，而温度梯度对于考察不同约束下的梁在火灾下的力学性能又至关重要。本文首 次完成了“局部火灾下型钢一压型钢板．混凝土组合梁沿高度的温度分布实验”并采用 反推参数的“逆方法”(即利用测得的测点温度反推数值模拟所需的热传导系数、辐射 系数、对流系数的方法)确定特定火灾条件下数值模拟所需的各种热物理参数。 第四化解分析软件的使用难度：本文对大型商业软件ANSYS进行了二次开发，化 解了该软件的使用难度，使之更能适应实际工程，便于工程技术人员掌握。 关键词：ANSYS有限元法抗火设计实验 摘要Abstract 摘要 Abstract Along with economical development，steel structure is used more and more widely because of its many merits，such high stiffness、low weight、easily installed and SO Meanwhile，the number of fire·occurrence and the loss because of fire are increasing． Function of construction is to support loads with the whole structure，SO whole structure does not mined when only a single component ruined．Whole structure is still able to support loads because inner stress will redistribute．It is necessary for steel stmcture to compute its capability of fire—resistance using whole structure as the object．Taking whole structure as the object，on the basis of ANSYS，Using structure fire—resistance design method that based on the computation，this thesis does the following researches： Firstly,develop a simplifying model．It is reasonable for simulating the relationship of different components to take whole structure鲢the object．And solution scope becomes huge． In order to limit solution SCOpe,the thesis develop、a simplifying model according the studies of the effect that part fire plays on the adjacent area and the whole structure． Secondlystudy steel structure in fire with different parameters．Consider