采用火災下門式鋼剛架結構足尺倒塌試驗驗證有限元模型（FEM）,然后對門式鋼剛架結構進行二維及三維模擬,并研究構件升溫工況、柱腳剛性、跨高比、防火保護、截面溫度梯度、荷載比、風荷載及次要構件等因素對火災下門式鋼剛架結構倒塌模式的影響,歸納出四種典型倒塌模式。結果表明:有限元模型能準確預測火災下門式鋼剛架結構的倒塌行為;構件升溫工況、柱腳剛性、荷載比及次要構件對倒塌模式影響較大,而風荷載、防火保護、截面溫度梯度及跨高比對倒塌模式影響較小。最后,歸納了不均勻火災下門式鋼剛架結構的倒塌規(guī)律。 

【文章來源】：同濟大學學報(自然科學版). 2020,48(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

有限元模型（單位：mm)

分別在建筑外側距離地面0.8 m、2.5 m和4.2m高的位置設定滑輪，通過懸掛沙袋的方式在柱相應位置施加2.8 kN的集中力（共6個加載點），以模擬0.5 kN·m-2的設計水平風荷載。在兩側6.0 m跨度的梁上，對稱布置20個沙袋以模擬2 kN·m-1的均布荷載。基于文獻[8]熱電偶的測量結果，將結構劃分為不同的受火區(qū)域，如圖3所示。同一區(qū)域的構件溫度一致，并將實測構件溫度時程曲線作為輸入。不同區(qū)域的溫度時程曲線如圖4所示。1.5 試驗的有限元模擬結果

二維門式鋼剛架結構模型如圖7所示。跨度24.0 m，柱距6.0 m，檐口高度6.0 m，屋面坡度1/15。為避免結構倒塌前構件發(fā)生局部屈曲破壞，梁柱構件需滿足GB50017―2017[22]中A級截面要求，并且均采用500 mm×200 mm×12 mm×15 mm的焊接H型鋼，鋼材選用Q345。模型考慮豎向均布恒載與水平風荷載。圖6 有限元模型模擬的結構倒塌模式

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼材高溫材性模型對火災下鋼框架結構倒塌模擬的影響研究[J]. 馮程遠,李國強,蔣彬輝.  工程力學. 2019(12)
[2]圓鋼管混凝土柱火災升溫試驗及鋼管溫度計算方法[J]. 王紫珮,樓國彪,饒雯婷,劉曉光,鞠曉臣,許清風.  建筑鋼結構進展. 2018(06)
[3]局部火災下基于數(shù)值方法的張弦梁力學特征參數(shù)分析[J]. 張浩,杜詠,盛紅梅,王惠蕾.  建筑鋼結構進展. 2018(01)
[4]門式鋼剛架結構實用抗火臨界溫度計算方法[J]. 黃玨倩,李國強,包盼其,劉克.  建筑鋼結構進展. 2007(06)

博士論文
[1]基于實際火災全過程的大空間鋼結構抗火性能試驗研究及理論分析[D]. 杜二峰.東南大學 2016



本文編號：3031488