建筑科学与工程论文_火灾环境下钢结构力学响

文章目录

0 引言

1 火灾环境下钢结构热流场加载与升温研究

1.1 火灾热流场的加载

1.2 火灾环境下钢结构升温规律计算方法研究

2 高温下钢结构力学热响应研究

2.1 钢的耐火性能

2.2 钢结构形式对耐火性能的影响

2.3 热作用下的结构变形

2.4 热-结构-力耦合分析

3 钢结构附着可燃材料火灾引发的新问题

4 结论与展望

文章摘要:火灾环境下高温对结构钢材的力学性能具有显著的不利影响。通常钢材在200～400℃的温度下力学性能开始下降,在800℃以上几乎丧失所有的强度。火灾环境下的钢结构力学响应行为是钢结构抗火设计的前提。为了展示火灾环境下钢结构的力学响应研究的清晰脉络,首先综述了火灾环境工况加载、钢结构升温规律的研究文献,然后从钢的耐火性能分析开始,评述了钢结构形式对耐火性能的影响和热作用下的结构变形研究。研究表明:若采用ISO 834标准升温曲线作为热加载方式,钢结构的升温规律和力学响应行为与真实火灾场景下相比差异显著,在标准火下钢的抗火时间更长;钢结构在火灾环境下的热应变随温度升高而增大,最终导致屈曲和过度挠度;当温度超过400℃时,高温蠕变会加速结构的失效;试验和数值模拟方法能很好地预测钢结构在真实火灾环境下的温升规律;较为真实地表征钢结构的不均匀力学响应行为,首先需要加载真实的火灾工况,同时要充分考虑钢结构形式,并耦合运用工程热物理、力学相关工具和方法;钢附着可燃材料燃烧的热反馈及相应的力学响应行为是钢结构抗火研究的新问题,针对该问题需要建立科学的热-力耦合工程定量测试方法。

文章关键词:安全工程,火灾,钢结构,热荷载,力学响应,热反馈,

项目基金:国家自然科学基金项目(51109127),

论文作者:焦宇¹ 王子意¹ 熊湿¹ 丛北华² 汪金辉¹ 王欢¹ 

作者单位:1. 上海海事大学海洋科学与工程学院 2. 同济大学上海防灾救灾研究所 

论文DOI: 10.13637/j.issn.1009-6094.2019.1803

论文分类号: TU391

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文章来源：《工程力学》 网址: http://www.gclxzz.cn/qikandaodu/2021/0901/901.html