【摘要】：火災(zāi)作為一種具有巨大破壞性的災(zāi)難,給人類的生命、財(cái)產(chǎn)、安全等方面造成了嚴(yán)重的損失。在所有的火災(zāi)事故中,建筑火災(zāi)所占的比例尤為突出。近年來(lái),由于隔震結(jié)構(gòu)在地震中的良好表現(xiàn),越來(lái)越受到人們的重視,也使得基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在醫(yī)院、通信等生命線工程中大量使用。如此,也增加了意外火災(zāi)發(fā)生在基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)中的概率�；A(chǔ)隔震建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí),會(huì)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和橡膠隔震支座的性能產(chǎn)生很大影響,對(duì)橡膠隔震支座的損害尤為明顯。當(dāng)橡膠隔震支座受損后,若剩余結(jié)構(gòu)不能有效的承擔(dān)支座損傷造成的內(nèi)力變化,就會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的破壞,進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌。為此,本文進(jìn)行了以下內(nèi)容的研究:1)火災(zāi)下材料的熱工性能建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)時(shí),結(jié)構(gòu)表面會(huì)先受到熱輻射和熱對(duì)流的作用,然后再通過(guò)熱傳導(dǎo)作用向結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳遞溫度荷載。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在高溫下的溫度場(chǎng)分布和力學(xué)性能與材料的熱工性能密切相關(guān)。因此,本文在前人的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了鋼材、混凝土等材料熱工性能的選取,并使用ABAQUS擬合了橡膠材料溫度相關(guān)性的本構(gòu)模型來(lái)開(kāi)展后續(xù)的數(shù)值模擬工作。2)火災(zāi)下隔震結(jié)構(gòu)的損傷結(jié)構(gòu)的損傷模型一般可以分為材料、構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)三個(gè)層次。學(xué)者已經(jīng)對(duì)火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的損傷模型進(jìn)行了一些研究,同時(shí)也提出了不同層次下的損傷指數(shù)。基于學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災(zāi)后損傷指數(shù)的研究,本文進(jìn)行了橡膠隔震支座火災(zāi)下單參數(shù)損傷指數(shù)(即構(gòu)件在火災(zāi)中的破壞僅與剛度這一種參數(shù)相關(guān))的研究。結(jié)果表明:橡膠隔震支座的損傷指數(shù)隨受火時(shí)間的增加而增加,在受火75min時(shí)發(fā)生破壞;保護(hù)層對(duì)減緩橡膠隔震支座耐火性能的衰減發(fā)揮著重要作用。3)基于實(shí)體單元建模的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)框架火災(zāi)下的溫度場(chǎng)及其抗連續(xù)倒塌性能分析本文首先建立了基礎(chǔ)隔震一榀框架實(shí)體模型,對(duì)結(jié)構(gòu)不同位置發(fā)生火災(zāi)時(shí)結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分布和位移響應(yīng)進(jìn)行了研究,并對(duì)框架進(jìn)行邊支座受火、中支座受火和雙中支座受火三種火災(zāi)工況,研究火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的整體性能及抗連續(xù)倒塌性能。結(jié)果表明:橡膠隔震支座半面受火、全面受火和鋼筋混凝土柱三面受火、四面受火的溫度場(chǎng)分別呈現(xiàn)單軸對(duì)稱和雙軸對(duì)稱的狀態(tài),且當(dāng)結(jié)構(gòu)隔震層受火時(shí)結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)較大;三種工況中隔震層梁的應(yīng)力變化均比其它層梁明顯,因此,設(shè)計(jì)中要加強(qiáng)隔震層梁的性能;邊支座受火失效和雙中支座受火失效后上部結(jié)構(gòu)梁端均產(chǎn)生塑性鉸,依據(jù)GSA標(biāo)準(zhǔn)判別出結(jié)構(gòu)發(fā)生了連續(xù)倒塌,而中支座受火失效后剩余結(jié)構(gòu)局部進(jìn)入塑性階段,未發(fā)生連續(xù)倒塌。4)基于多尺度方法建模的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的整體性能及其抗連續(xù)倒塌性能分析限于ABAQUS實(shí)體建模時(shí)對(duì)計(jì)算成本的過(guò)高要求,本文將受火部位建為實(shí)體單元,未受火部位則采用纖維梁?jiǎn)卧椅词芑鸬南鹉z隔震支座用線性單元代替,實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的多尺度建模分析。分析結(jié)果表明:采用基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)多尺度建模分析方法能夠很好的進(jìn)行基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)局部受火下整體結(jié)構(gòu)性能的模擬;橡膠隔震支座受火時(shí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移、曲率、截面應(yīng)力和塑性鉸分布規(guī)律與受火支座的數(shù)量和位置有關(guān);結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌判定中單個(gè)內(nèi)力指標(biāo)并不全面,應(yīng)使用多個(gè)內(nèi)力指標(biāo)增加判定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU435;TU352.12
【圖文】：

碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論1.1 研究背景及意義火使人類的進(jìn)化與生產(chǎn)力的發(fā)展得到了快速提升，但同時(shí)火災(zāi)也會(huì)給人類的生命、財(cái)產(chǎn)、安全造成災(zāi)難性的危害。有關(guān)部門進(jìn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明：從80 年代至今由火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失在所有災(zāi)害損失中占了比較大的比例。其中，建筑火災(zāi)能占到全部火災(zāi)種類的 80%[1,2]，是給人類生命財(cái)產(chǎn)造成最大損失的火災(zāi)類型。例如 2017 年 2 月 5 日，浙江省天臺(tái)縣赤城街道春曉花園第 5 幢大樓發(fā)生火災(zāi)，造成 18 人死亡，18 人受傷；同年 12 月 1 日，位于天津市河西區(qū)友誼路與平江道交口處一大廈發(fā)生火災(zāi)，過(guò)火面積 300 平米左右，造成 10 人死亡，5 人受傷。

碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論1.1 研究背景及意義火使人類的進(jìn)化與生產(chǎn)力的發(fā)展得到了快速提升，但同時(shí)火災(zāi)也會(huì)給人類的生命、財(cái)產(chǎn)、安全造成災(zāi)難性的危害。有關(guān)部門進(jìn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明：從80 年代至今由火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失在所有災(zāi)害損失中占了比較大的比例。其中，建筑火災(zāi)能占到全部火災(zāi)種類的 80%[1,2]，是給人類生命財(cái)產(chǎn)造成最大損失的火災(zāi)類型。例如 2017 年 2 月 5 日，浙江省天臺(tái)縣赤城街道春曉花園第 5 幢大樓發(fā)生火災(zāi)，造成 18 人死亡，18 人受傷；同年 12 月 1 日，位于天津市河西區(qū)友誼路與平江道交口處一大廈發(fā)生火災(zāi)，過(guò)火面積 300 平米左右，造成 10 人死亡，5 人受傷。

【參考文獻(xiàn)】

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1 杜永峰;李慧;z浳∥

本文編號(hào)：2726134