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浅谈基于结构性能的钢结构抗火设计方法

www.rallyast.com2019-10-27

工业建筑补遗(4),用于荷载效果组合。

(5)根据部件和载荷的类型,检查部件的耐火承载能力的极限状态。

(6)如果防火罩的厚度不合适,则可以调节防火涂层的厚度。重复(1)和(5)中的步骤。

这种方法与实验设计方法的缺陷相矛盾,并且有明显的明显的“ +”脚:(1)结构圮作为整体承受负荷,而钢结构的防火设计也“整体不会崩塌” M final R,因此在着火之下单个零件的破坏和yf-固定意味着整体结构的破坏。

(2)没有考虑F结构的火灾响应特性。某些部件(例如副梁)即使没有防火措施也能满足耐火性要求;着名的Cardington测试还表明,这些组件的耐火性是整个人的。

四,基于结构性能的抗火设计方法由于结构抗火设计防止整体结构塌陷为B标准,因此基于整体结构极限承载力的抗火设计将达到更埋葬。 Shanding M问题的复杂性,从基础T分量到基于结构+在H尚未形成基于结构性能的耐火设计规范之前可能采取的步骤,结构火灾下的整体反应分析仍然是研究的热点。本文从以下几个方面结合了其他实验和研究的结果。

1。通常考虑对结构在火灾中的整体作用进行分析,以确保结构不会整体塌陷,并且立柱处于最重要的位置。当基于该组件设计一个单一的棘爪时,杆中间部分的边缘首先是i'顺应的,变形继续形成塑性铰链,这是杆的极限应力状态当杆的中间部分被切割并且边缘屈服时。丨1也足以使横截面的理想温度分布均匀。后来,当英国试图考虑耐火设计的结构性能时,默认杵在火灾中屮+会变得不稳定,只有用于梁和板的耐火设计,W这一列必须进行分层防火。这种做法不可避免地是浪费的。实际上,梁祝杰在大火中的作用很强。根据Cardington测试141,柱的不稳定性取决于其自身的轴向力,并且梁的热膨胀效应非常大。就弯矩是在长轴的弱轴方向上形成的事实而言,圆顶(或脚)会产生很大的局部应力,并且容易形成塑料铰链。另一方面,光束扩展将加剧PS效应并加速柱的不稳定性。

梁和柱的防火措施不是N,或者局部火灾对梁和柱的影响程度不同,这将导致梁和柱的温升有所不同。 141指出,如果Duo具有防火保护并且梁是裸钢,则混凝土的最高温度将低于梁的温度。因为柱子的横向刚度对梁轴的膨胀有抑制作用,所以结构最终将梁的破坏作为极限状态。相反,结构的整体破坏将破坏源的稳定。

实验表明,梁柱接头在火灾下的旋转刚度对柱的性能影响很小。在常温下,梁可抵抗通过刚性接头的弯矩。但是,在高温下,梁的刚度和强度急剧降低。要使色谱柱不稳定时,它不能有效发挥作用。因此,在整体耐火设计中,没有考虑梁柱节点刚度的影响。

当火灾受到梁的热膨胀的某些限制(例如,圆柱和板的横向刚度)时,可能会在梁的末端爆炸。局部屈曲,而ni屈曲可部分缓解踝关节的横向N位移。实验表明,光束的温度超过50((:当牛被局部弯曲时。

1.4梁截面,跨度和柱截面的影响梁的跨度结构的整体性能,随着跨度的增加,结构的极限温度将降低。因此,必须加强柱子的防火以确保结构稳定性。

梁截面M的增加会增加梁和柱的温升率。当比率达到一定值时,结构将不稳定。

柱子的细长度对其着火时最不利的位置影响很小。着火时柱子的失效主要是由于轴向载荷引起的PS效应K引起的:由于梁的热膨胀而引起的梁的横向位移过大。因此,柱的横截面尺寸不会影响结构的整体性能。

当然,诸如地板覆盖物,剪力墙和支撑之类的防侧系统会对结构的耐火性产生很大影响。用r进行实验的总成本太高了,国外研究还很少。在实验中仍然可以尝试通过理论果汁计算。

第二届现代结构工程学术研讨会具有良好的延展性,并且可以在室温下塑化。此方法也可用于结构耐火设计。

发生火灾时,组织逐渐升温,钢的屈服温度相应降低。一些高应力零件首先进入塑性状态并产生塑料铰链。由于该结构主要是静态不确定的结构,因此此时会重新分配内力,并且该结构仍具有一定的承载能力。随着塑料铰链数量的增加,该结构最终形成一种达到耐火状态的机制。

基于这种可塑性理论,国外研究了多种防火设计方法,其中最着名的是弹塑性方法和上限方法。

弹塑性方法必须专注于解决温度不断变化的两个主要问题(丨)温度和静载荷相互作用。 (2)材料M随温度变化的规律。 131屮,采用弹塑性法加理论,引入极限载荷和温度wr,设定温度系数,经塑性分析,得到极限载荷系数,曲线如图所示:上限法律并不关心过程中结构的变形。和侧移,只有负载值处于极限状态。该方法与常温下相同。与极限方法一样,它也可以根据虚拟功方程求解。 k英尺在虚拟功方程中引入了负载系数,并且通过温度来感测负载。此方法可以分析简单的结构,例如门框。

材料在高温下的非线性行为,由亍PS效应引起的几何非线性和梁m的热膨胀。因此,理论分析是一项非常复杂的工作。无法获得分析解决方案。借助数值工具。

在着火过程中,热辐射,热传导和热对流形成复杂的温度场,使结构受热膨胀。当较大的温差产生热冲击波时,结构上会形成内部压力。温度场的不稳定使得难以准确地进行理论分析,并且全面的实验是昂贵的。因此,计算机仿真研究已成为具有良好前景的热点。

如上所述,该结构在高温下的行为极其复杂。在过去的20年中,国外学者尝试了许多方法来分析火灾中建筑物的整体行为,而有限元方法是最有效的方法。因为在有限元方法中,可以轻松考虑各种影响因素,例如材料的非线性,非线性,温度分布不均匀,热应变,梁和柱的弹性节点等。相应的程序已在国外编译,但要指出的是,它只能用于平面结构。由于实验数据和理论不足,因此无法用于空间结构。同时,它还指出,有限元方法必须与其他分析方法结合使用,才能更准确地预测火灾中结构的响应。因此,有限元方法功能强大,但不能解决所有问题。

V。结论基于实验的设计方法已成为一种传统。目前,许多K系列正在使用基于组件计算的耐火设计方法。但是,欧洲,特别是英国,对结构耐火性有更多的研究,并逐渐应用。毕竟,这种方法还没有形成规范,结构耐火性能仍然是研究的热点,因此基于结构性能的抗火设计方法将足以满足未来的发展需求。当然,现代结构设计的目标是可靠性:火灾是随机发生的,火灾发生后气温升高的变化很大。因此,考虑火的随机性的耐火设计方法尚待研究。

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