【摘要】：目前,鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于大空間結(jié)構(gòu)中,鋼材是對溫度十分敏感的材料,在常溫下鋼材強度較高,當(dāng)溫度升高時強度迅速劣化,在高溫下容易發(fā)生屈服現(xiàn)象�？够鹦阅苁卿摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計中必須謹慎考慮的一個難點,而國內(nèi)外目前尚無詳細的標(biāo)準(zhǔn)。因此,研究鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文以實際工程大空間鋼屋架結(jié)構(gòu)為研究對象,進行了鋼鐵冶金高大空間內(nèi)實體火災(zāi)模擬實驗,測試耐磨液壓油的燃燒特性,監(jiān)測液壓油火焰高度、火源熱輻射強度、溫度場變化規(guī)律及記錄煙氣蔓延現(xiàn)象,分析頂棚鋼框架受火溫度影響程度,獲得了在中功率火災(zāi)中起火點正上方鋼屋架結(jié)構(gòu)的溫度變化規(guī)律。根據(jù)火災(zāi)溫度分布理論的計算,分析了火災(zāi)溫度場,由實驗和模擬分析知,鋼鐵冶金高大空間的廠房內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時,廠房空間高大,垂直高度上煙羽流溫度衰減較快。中功率火災(zāi)火焰高度最高可達5m,火焰焰心溫度可達1000℃;距離油面2m高度溫度可達800℃以上,7m高度的煙羽流溫度低于100℃。頂棚、立面通風(fēng)窗較多,頂棚自然排煙口的設(shè)置可有效排出高溫?zé)煔?避免了煙氣大量集聚而造成煙氣溫度急劇升高,有效緩解鋼結(jié)構(gòu)受火影響程度�；鹪瓷戏�16m處鋼架受火溫度基本處于50℃以下。使用ABAQUS有限元軟件對鋼屋架進行火災(zāi)發(fā)生后結(jié)構(gòu)力學(xué)性能模擬分析,其中包括桁架、鋼梁、網(wǎng)架,在標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下鋼屋架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的應(yīng)力、應(yīng)變和位移變化的發(fā)展規(guī)律。ABAQUS有限元模擬結(jié)果顯示,在無防火涂料時,鋼桁架及鋼梁在恒載、活載及火荷載共同作業(yè)組合下,能承受的溫度范圍約在400℃至550℃之間,與實驗結(jié)果相比較,其抗火性能在中功率火災(zāi)下滿足設(shè)計要求。本文研究結(jié)果可為大空間鋼屋架結(jié)構(gòu)抗火性能分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐及參考。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU391;TU352.5
【圖文】：

率火災(zāi)中起火點正上方鋼屋架結(jié)構(gòu)的溫度變化規(guī)律。第二部分，對鋼鐵廠分區(qū)域選取了幾個不同結(jié)構(gòu)的典型來進行 ABAQUS 抗火性能有限元模擬計算。通過 ABAQUS 有限元軟件對鋼屋架進行火災(zāi)發(fā)生后結(jié)構(gòu)力學(xué)性能模擬分析，其中包括桁架、鋼梁、網(wǎng)架，得到在標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下鋼屋架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的應(yīng)力、應(yīng)變和位移變化的發(fā)展規(guī)律。1.4.2 研究方法結(jié)構(gòu)抗火性能的計算是計算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在火災(zāi)高溫作用下的反應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)變形和抗火極限等性能。結(jié)構(gòu)抗火性能計算首要的工作是確定火災(zāi)溫度場，火災(zāi)溫度場包括實際火災(zāi)溫度場和規(guī)范給定的火災(zāi)溫度場[40]。根據(jù)實體火災(zāi)實驗，可在已知火源強度和火源與其正上方鋼架的距離的條件下，獲取火源正上方鋼架的溫度隨時間變化情況。對于一般的建筑火災(zāi)，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2015)規(guī)定了可以使用 ISO834 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線作為標(biāo)準(zhǔn)溫度場的火災(zāi)溫度。有了火災(zāi)溫度之后，進行結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的傳熱分析以確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的溫度場[41]。最后，分析結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在截面內(nèi)部溫度逐漸升高條件下的反應(yīng)，特別是結(jié)構(gòu)應(yīng)力屈服或結(jié)構(gòu)變形達到限值時的火災(zāi)持續(xù)時間。標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線作用下結(jié)構(gòu)破壞的時間即為規(guī)范規(guī)定的抗火極限。研究分析過程如圖 1-1 所示。

算結(jié)果進行對比。鐵冶金高大空間內(nèi)實體火災(zāi)模擬，測試耐磨液壓油的燃焰高度、火源熱輻射強度、溫度場變化規(guī)律及記錄煙氣框架受火溫度影響程度，為日照鋼鐵主要生產(chǎn)車間的頂設(shè)計評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。定 建 筑 材 料 防 火 手 冊 》 中 大 規(guī) 模 油 池 火 中 礦 物 油 2本實驗為小油池火，熱釋放速率折減后取 1500kW/ m物基礎(chǔ)油比例為 90%，3 m2油池火的火災(zāi)強度為 4MW等規(guī)模小油池原油油池火的表面減少速率，取實驗液壓/s, 實驗 15min 的燃燒需油深度取 18mm，共需抗磨液壓

第 2 章 大空間鋼結(jié)構(gòu)屋蓋火災(zāi)實測個，內(nèi)部尺寸長寬高為 2000mm×1500mm×10 厚鋼板焊接而成，燃燒盤應(yīng)密封不漏水。把焊接在燃燒盤的外壁，高度 100mm。底座支支架尺寸為 50mm×50mm×5mm 等邊角鋼，在接。燃燒盤結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-3-2 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2783452