基于有限元法的大空間混凝土結(jié)構(gòu)抗火性能研究.pdf

1、伴隨著改革開放進(jìn)程的深入，社會經(jīng)濟經(jīng)歷了一個高速發(fā)展階段，國內(nèi)的城市化進(jìn)程發(fā)展非常之快，這樣快速的建設(shè)對消防事業(yè)提出了新的要求，由于火災(zāi)現(xiàn)場本身的環(huán)境復(fù)雜加之不同時期建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不同，因此滅火救援人員難以對建筑的危險性作出準(zhǔn)確判斷。目前階段對建筑物抗火性能的研究主要集中在設(shè)計階段如何延長建筑結(jié)構(gòu)的耐火極限等方面，沒有針對火災(zāi)發(fā)生后能夠輔助消防人員對建筑結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行判斷的方法和工具，導(dǎo)致了許多傷亡以及損失。本文以某改建中的大型商場為例，應(yīng)

2、用火災(zāi)模擬軟件FDS以及有限元分析軟件ANSYS對火災(zāi)作用下建筑空間內(nèi)部溫度變化、建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點的溫度場分布以及建筑結(jié)構(gòu)的受力和變形進(jìn)行研究，與內(nèi)力簡化計算方法的對比，尋找適用于消防人員的結(jié)構(gòu)危險性分析方法。主要做了以下工作:
　　1.首先是對常見的引起火災(zāi)的原因做出研究，而后以某商場作為研究對象進(jìn)行分析，對商場內(nèi)部主營服裝的部分進(jìn)行全面的火災(zāi)荷載密度和實際分布情況調(diào)查，基于此條件采用FDS來分析火災(zāi)出現(xiàn)時的環(huán)境溫度場分布、真實的火

3、災(zāi)升溫曲線，為接下來的有限元分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　2.針對建筑材料的抗火性能研究，主要是鋼筋和混凝土在不同溫度時的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和熱膨脹系數(shù)，這些數(shù)據(jù)再次結(jié)合FDS模擬得到的溫度場數(shù)據(jù)，之后運用ANSYS有限元分析軟件來分析鋼筋混凝土和梁柱構(gòu)建，得到仿真的溫度場。
　　3.基于等效剛度的定義，得出了梁柱構(gòu)件在高溫時會發(fā)生的變形和內(nèi)力的算法。對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)使用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)耦合分析，找出不同時刻框