本文關鍵詞：高溫火災下鋼框架關鍵構件安全評價方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋼材是屬于再利用的材料,從環(huán)保的角度來看,鋼結構具有砼結構不可比的優(yōu)勢。其主要特點有強度高、抗震性好、自重輕和施工方便等,這些都是其傳統優(yōu)點。近些年來,我國不斷提高鋼鐵產量,到目前為止,我國已是世界第一大鋼鐵生產國。經濟學上來說,產量過剩帶來的必然是價格下跌,這樣一來,傳統鋼結構建筑材料成本較高的問題得到了解決,為鋼結構建筑的廣泛推廣起到了推動作用。但是鋼結構相對于鋼筋混凝土結構而言,防火、抗火等問題更是一個不可回避的問題。國內外建筑鋼結構的安全評價鋼筋混凝土結構方面的研究及工程實踐較多,但沒有一個系統的理論一支持實踐,往往依靠火災現場勘查,利用相關專業(yè)的標準規(guī)范、規(guī)程以及結構材質特性的數據來判斷,安全評價的結論取決于專業(yè)人員的水平及經驗,其發(fā)展極其滯后于現今的結構設計理論和勘測技術水平,建筑鋼結構火災(高溫)下的安全評價方法,國內出現的還比較少。本文主要研究了以下內容(1)分別設定軸心受壓鋼柱,兩端固定鋼梁和壓彎鋼柱作為計算模型,采用理論公式計算其常溫和高溫下的構件承載力,并與數值模擬計算結果相對比,得出兩者計算結果一致,構件高溫下承載力有較大幅度減小。(2)設定計算模型,選用鋼材在高溫(火災)下的材料參數,根據ISO834標準升溫曲線,利用ANSYS對一兩層兩跨鋼框架進行熱力耦合分析,得到每根鋼構件的應力分布,根據構件最大應力和最小應力的平均值與該火災工況下材料的屈服強度之比來定義該溫度工況下的關鍵構件。(3)收集相關文獻,學習、理解國際以及國內對鋼結構抗火、關鍵構件判定、火災后鋼構件安全評價方法。在前人研究的基礎上,歸納總結了火災現場調查的具體內容,以及對可燃物數量的統計,給出火災荷載密度,并歸納多種類型建筑的特征火災荷載密度,總結了火災持續(xù)時間及溫度的推定方法,構件受火面溫度的推算,結合構件高溫(火災)下承載力的計算,形成以上述過程為主線的火災下鋼框架關鍵構件安全評價的程序并應用于工程案列。以構件強度和變形限制來判斷是否需要加固,達到既不盲目加固又能保障安全的目的。通過對高溫火災下鋼框架關鍵構件安全評價方法的研究,希望為以后鋼結構建筑火災安全鑒定及加固提供借鑒參考。
【關鍵詞】：高溫(火災) 鋼框架 關鍵構件 安全評價
【學位授予單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU391;TU352.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究課題的背景和意義14-17
• 1.2 國內外研究現狀17-20
• 1.3 本文研究的主要內容和方法20-21
• 1.3.1 主要內容20-21
• 1.3.2 主要方法21
• 1.4 本章小結21-22
• 第二章 熱力學基本理論及高溫（火災）下鋼材的材料特征22-34
• 2.1 傳熱學基本理論22-24
• 2.1.1 熱分析的力學經典理論22
• 2.1.2 傳熱方式22-24
• 2.2 高溫（火災）下結構鋼的材料特征24-32
• 2.2.1 高溫下鋼材的物理特性24-28
• 2.2.2 高溫下鋼材的力學特性28-32
• 2.3 高溫（火災）下鋼構件升溫計算32-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第三章 有限元分析方法及高溫鋼構件的承載力34-57
• 3.1 高溫（火災）下鋼框架熱力耦合分析方法34-40
• 3.1.1 鋼框架熱分析步驟34-37
• 3.1.2 鋼框架熱與力的耦合分析37-39
• 3.1.3 數值計算結果的選取39-40
• 3.2 高溫（火災）下鋼結構抗火設計方法40-47
• 3.2.1 鋼結構抗火設計要求40-41
• 3.2.2 以構件試驗為基礎的抗火設計方法41
• 3.2.3 基于結構性能化抗火設計方法41
• 3.2.4 以計算為基礎的抗火設計方法41-47
• 3.3 高溫（火災）下鋼框架構件的承載力驗算47-56
• 3.3.1 高溫（火災）下軸心受壓鋼框架構件承載力計算47-50
• 3.3.2 高溫（火災）下鋼框架受彎構件承載力計算50-54
• 3.3.3 高溫（火災）下鋼框架壓彎構件承載力計算54-56
• 3.4 本章小結56-57
• 第四章 高溫（火災）下鋼框架關鍵構件的安全評價程序57-76
• 4.1 火災現場調查,可燃物數量的確定57-59
• 4.1.1 火災前建筑資料及使用情況57-58
• 4.1.2 失火現場調查58
• 4.1.3 可燃物數量的確定58-59
• 4.2 推算火災荷載密度59-63
• 4.2.1 可燃物的燃燒性能59-61
• 4.2.2 火災荷載密度的推算61-63
• 4.3 計算火災持續(xù)時間63-65
• 4.4 火災溫度的推定方法65-68
• 4.4.1 依據ISO-834 標準升溫公式計算火災溫度65-66
• 4.4.2 結合結構鋼硬度下降量確定火場溫度66-67
• 4.4.3 結合鋼構件受火后強度判斷火場溫度67
• 4.4.4 結合金屬受火后顯色差異確定火場溫度67-68
• 4.5 由火災溫度推算鋼框架構件受火面溫度68
• 4.6 估算構件高溫（火災）下的承載力68
• 4.7 高溫（火災）下鋼框架關鍵構件安全度評價68-74
• 4.7.1 高溫（火災）下鋼框架關鍵構件的判斷方法68-72
• 4.7.2 高溫（火災）下鋼框架關鍵構件的安全評價72-74
• 4.8 本章小結74-76
• 第五章 工程案列76-89
• 5.1 工程概況76
• 5.2 安全評價具體內容76-78
• 5.2.1 現場調查及統計可燃物76-77
• 5.2.2 推算火災荷載密度77
• 5.2.3 計算火災持續(xù)時間77
• 5.2.4 推算火災產生的溫度及受火構件溫度77
• 5.2.5 推算該火災工況下構件受火面溫度77-78
• 5.3 利用有限元軟件建模分析78-86
• 5.4 關鍵構件的安全評價86-88
• 5.4.1 常溫下構件安全評價86
• 5.4.2 高溫（火災）下構件強度驗算86-87
• 5.4.3 高溫（火災）下構件變形驗算87-88
• 5.5 本章小結88-89
• 第六章 結論與展望89-91
• 參考文獻91-94
• 致謝94-95
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果95

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本文編號：328543