【摘要】：近些年來,我國(guó)建筑水平得到了的快速提升,由于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建筑具有空間分隔靈活,自重輕,抗震性能優(yōu)良,節(jié)省材料等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于生活中。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生極端火災(zāi)時(shí),伴隨著溫度的升高,鋼筋混凝土強(qiáng)度急劇下降,整個(gè)結(jié)構(gòu)極易因?yàn)槟骋粎^(qū)域在極端火災(zāi)下破壞,從而引起整棟建筑的連續(xù)倒塌。因此,研究鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在高溫下的的連續(xù)倒塌有著重要的工程意義和科研意義。本文基于ABAQUS軟件,對(duì)RC框架結(jié)構(gòu)在極端火災(zāi)下的連續(xù)倒塌主要做了以下幾個(gè)方面的工作:(1)基于鋼筋和混凝土在高溫下的材料性能和力學(xué)性能,使用ABAQUS軟件,選取合適的有限元單元,首先模擬驗(yàn)證了清華大學(xué)的鋼筋混凝土框架火災(zāi)倒塌實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了材料參數(shù)的正確性。(2)在驗(yàn)證的材料參數(shù)上建立了兩層單跨框架模型,研究了配筋率、受火位置、柱截面類型、保護(hù)層厚度、梁柱線剛度比等因素對(duì)結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的力學(xué)性能影響。首先對(duì)保護(hù)層厚度為20mm和35mm的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,保護(hù)層厚度越大,梁撓度越小,撓度差值達(dá)到3.58mm,同時(shí)保護(hù)層厚度為20mm的框架在152min發(fā)生倒塌,而保護(hù)層厚度為35mm的結(jié)構(gòu)在166min發(fā)生倒塌。對(duì)于受火位置的影響因素來說,下部受火時(shí),P-△效應(yīng)更加明顯,下柱柱底彎矩值比上部受火大49.18kN·m,同時(shí)下部受火結(jié)構(gòu)倒塌時(shí)間要比上部受火提前18min。對(duì)于柱截面類型來講,火災(zāi)下同體積的圓形柱框架更易破壞,在132min,柱頂和柱底彎矩差值達(dá)到134.7kN · m。而矩形柱彎矩差最大差值僅為102.7kN·m,同時(shí)圓形框架要比矩形框架提前19min破壞。對(duì)于線剛度比的影響因素來講,線剛度比較小的結(jié)構(gòu)不僅滿足強(qiáng)柱弱梁,而且較小的線剛度比結(jié)構(gòu)無論是梁柱彎矩變化極值還是梁撓度變形都要小魚線剛度比較大的結(jié)構(gòu)。(3)不考慮樓板影響的前提下,建立三層典型的框架模型,通過全過程火災(zāi)受力分析的方法,分別模擬角部房間失火、長(zhǎng)邊中部房間失火、內(nèi)部房間失火三種工況,分析了結(jié)構(gòu)在極端火災(zāi)下的倒塌方式和力學(xué)響應(yīng)變化,三種工況的倒塌時(shí)間分別為300min、277min和253min。得出了由于變形會(huì)產(chǎn)生P-△效應(yīng)、鋼筋由于高溫失效,不易形成懸鏈線機(jī)制等結(jié)果。并根據(jù)結(jié)果提出了提高框架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下抗續(xù)倒塌的措施。(4)在工程中進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)時(shí),我們可以要對(duì)底層重點(diǎn)區(qū)域布置更多的消防設(shè)施。并且在滿足建筑使用功能的前提下,應(yīng)盡量避免堆積荷載,初始荷載的大小對(duì)框架結(jié)構(gòu)的在高溫下承載能力有著極大的影響。同時(shí),對(duì)于存放易燃物的倉(cāng)庫(kù)要選擇耐火性能好的防火材料。對(duì)于重要性要求高的結(jié)構(gòu),我們可以偏安全的不考慮樓板的貢獻(xiàn),降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU375.4;TU352.5
【圖文】：

英國(guó)Ranan

圖１－２本文技術(shù)路線圖逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2723443