办公楼的火灾荷载调查统计及参数确定

办公楼人员密集,火灾时人员疏散困难.在北京市共选取6栋办公楼进行火灾荷载的调查统计,对调查所得数据进行了拟合计算,确定办公楼活动式火灾荷载密度平均值为651.63MJ/m2,标准值为2057MJ/m2,所得办公楼火灾荷载数据不拒绝服从极值Ⅰ型分布,本文给出了分布形式,在此数据基础上进行了建筑性能化防火设计.     

大跨钢结构抗火设计方法

介绍大跨钢结构构件及整体结构的抗火设计方法。依据工程实例,设定火灾场景,采用数值模拟的方法确定火灾温度场,通过考虑对流和辐射传热确定结构构件的温度。考虑火灾和荷载的组合效应对构件承载能力进行验算,分析整体钢结构的应力、位移变化,得出耐火时间,指导大跨钢结构构件和整体结构的抗火设计。     

钢框架结构整体抗火性能的数值分析

钢结构耐火性能差,其强度及弹性模量等基本力学指标在高温下急剧下降,一旦发生火灾往往导致结构倒塌。目前国内的钢结构设计主要采用试验的抗火设计方法,很难模拟荷载分布、大小等情况的影响,而通过数值计算进行抗火性能研究则可以合理的确定钢结构抗火极限及防火保护措施。本文考虑静力荷载和温度应力的影响,对钢框架进行整体抗火极限状态数值分析。     

基于静-动力转换分析方法的火灾引起钢结构连续倒塌性能研究

为研究火灾引起多高层钢结构连续性倒塌的破坏机理以及多高层钢结构在火灾作用下的初始破坏规律,基于ABAQUS预定义场和重启动功能,建立了局部火灾引起多高层钢结构连续倒塌分析的静-动力转换分析方法,运用此分析方法模拟了局部火灾作用下钢结构的破坏过程,重点研究了柱破坏引起多高层钢结构倒塌的初始破坏机理,分析了受火柱约束刚度比和荷载水平对火灾作用下钢结构初始破坏以及对整体结构产生动力效应的影响规律。研究结果表明:静-动力转换分析方法具有可行性;初始破坏的动力放大系数在1.2~1.5之间。     

局部火灾导致钢结构破坏的ANSYS模拟研究

钢结构建筑发生火灾多为从局部发生,进而影响钢结构整体,因此有必要对局部的火灾对整体结构产生影响甚至破坏倒塌进行研究.本文以某三层钢框架结构X向中柱作为研究对象,对其进行抗火性能研究,通过ANSYS分析,得到受火构件温度场分布,并且通过其内力分析和构件位移分析,能够得到钢结构中某个竖向受力构件在火灾中内力变化情况,以及最后导致整体结构破坏的机理.结果表明:钢结构的中柱在高温下会发生竖向弯曲现象,进而出现钢结构梁柱节点附近发生屈曲破坏;而最终结构整体会出现平面外的失稳,使得结构整体的荷载分布发生变化.     

高校学生宿舍火灾荷载概率模型研究

介绍火灾荷载的分类并根据学生宿舍的特点对其进行调整.用数理统计的方法,对中国建筑科学研究院建筑防火研究所采集的全国高校学生宿舍火灾荷载数据进行统计分析,使用K-S检验法检验认为学生宿舍的固定火灾荷载和活动火灾荷载均服从极值I型分布,建立了高校学生宿舍火灾荷载的概率分布模型.根据JCSS规则提出了我国高校学生宿舍火灾荷载标准值的建议取值.     

考虑蠕变和残余应力释放的Q460钢柱抗火设计方法

承受荷载的钢结构在火灾下可发生明显的蠕变变形,钢结构中的焊接残余应力在火灾下也会一定程度地释放,因而高温蠕变变形和残余应力会对钢柱的耐火性能产生影响.为了准确地对高强度Q460钢柱进行抗火设计,有必要定量分析高温蠕变和残余应力释放对钢柱承载力的影响.采用电炉对2根焊接H形Q460钢柱进行耐火试验,得到无保护Q460钢柱...     

活动火灾荷载作用下住宅卧室升温曲线模拟研究——以中原地区住宅建筑为背景

对中原地区880户住宅进行调查统计,得到1770组卧室信息有效数据,在荷载统计的基础上,进一步抽取样本,利用FDS软件模拟得到了活动火灾荷载下样本卧室的空气升温曲线。结果表明:火灾作用下室内环境温度受火灾荷载密度、通风条件、建筑形式等多种因素的制约。ISO834标准升温曲线与环境实际升温有较大差别,采用卧室火灾模拟升温曲线可以较真实地反映活动火灾荷载作用下卧室的空气温度变化情况,这为住宅建筑的高温分析和进一步抗火设计提供了参考依据。     

火灾下常规岛钢结构厂房的耐火性能及破坏机理研究

为了分析常规岛厂房结构在局部火灾作用下的破坏规律,考察结构在火灾作用下的反应规律,基于ABAQUS有限元软件建立了钢结构厂房的数值分析模型,分别对厂房不同火场位置的结构破坏形态进行了数值模拟分析。计算了局部火灾条件下结构的变形与破坏过程,分析了结构在火灾和荷载共同作用下的薄弱层位置,探讨了火灾作用下局部结构的破坏对整体结构的影响范围与因素,并给出了引起这种破坏规律的原因。     

大型服装类商业建筑火灾实例分析

以西安某大型服装类商业建筑为研究对象,对该场所营业期间火灾荷载、人员荷载进行实地调研,利用性能化评估方法对该场所2008年火灾实例进行研究.对实测数据进行总结和对比分析,得出服装类商业建筑火灾荷载平均值为506 MJ/m2,火灾荷载值为104～1 224 MJ/m2;人流量最大值发生在周末16:30;8 m宽的中庭环廊可阻止火灾蔓延.     

现代钢结构抗火设计方法

文章论述了火灾对负结构的危害和钢结构抗火设计的目标与意义，基于高温承载力极限状态验算的思想，文章阐述了现代钢结构抗火计算与设计方法，并通过试验验证了这一方法的科学性、合理性与有效性。     

Robustness assessment of planar steel frames caused by failure of a side column under localized fire

Progressive collapse of a building structure under fire is a disaster that may cause heavy casualties and serious economic loss. However, there is a lack of codified method to assess fire‐induced progressive collapse of building structures. A global–local analysis method (GLAM) has recently been proposed by the authors and their colleagues to assess progressive collapse of steel buildings under localized fire, and its application on fire scenarios that causes one inner column to fail has been verified. This paper extends the application of GLAM to fire scenarios that causes a side column to fail in a planar steel frame. The predictions of the GLAM were validated against the results obtained from nonlinear dynamic analysis of the whole frame model. Besides, effects of location of the heated column at different storeys and load level of the frame were also studied. The results show that GLAM gives the same collapse predictions to the case studies with detailed nonlinear dynamic analysis. The differences between the critical load obtained from GLAM and that provided by the nonlinear dynamic analysis is within 7%. Therefore, GLAM has good applicability on robustness assessment of planar steel frames caused by failure of a side column under localized fire.     

轻质防护的装配钢柱耐火性能试验研究

为研究装配式钢结构柱的耐火性能,开展不同壁厚的方钢管柱在不同防火保护方式、不同荷载比、轴心及偏心受力情况下的耐火性能试验,分析了装配钢柱火灾下的试验现象、破坏形态,探讨了钢柱壁厚对升温的影响、防火保护对耐火极限的影响、钢柱变形特点及耐火极限,对装配式钢结构防火保护提出建议。     

Fire performance of axially restrained steel reinforcedconcrete columns

为了考察受轴向约束的型钢混凝土柱的耐火性能，以荷载比、偏心率和含钢率为参数，开展了7根轴向约束型钢混凝土柱的耐火试验。采用恒载升温模式，研究了火灾下受轴向约束的型钢混凝土柱的温度分布、位移、变形、耐火极限及破坏形态。试验结果表明：荷载比相同时，施加在轴心受压柱顶的竖向荷载大于偏心受压柱。对于轴心受压柱，高温下柱首先缓慢膨胀，然后逐渐压缩破坏；由于轴向约束分担了柱的竖向荷载，压缩变形随时间变化较为缓和，轴向约束延长了柱的耐火极限。对于偏心受压柱，高温下其膨胀变形大于轴心受压柱，且膨胀变形先增加再减小；轴向约束增加了柱的竖向荷载，缩短了柱的耐火极限。荷载比对轴向约束型钢混凝土柱耐火极限影响显著，荷载比越大，耐火极限越小。当荷载比不大于0.5时，偏心率越大，柱的耐火极限会相应增大。含钢率增加，会在一定程度上延长柱的耐火极限。     

SRC和RC柱耐火性能和抗火设计的若干问题探讨

扼要介绍了影响型钢混凝土SRC和RC钢筋混凝土柱耐火极限的可能因素主要有截面尺寸、构件长细比、火灾荷载比、截面配筋率、截面含钢率、荷载偏心率、截面高宽比、钢材和混凝土强度等的几何参数、物理参数和荷载参数等对SRC和RC构件.构件耐火极限的影响规律,探讨了SRC和RC柱耐火性能和抗火设计中的若干问题。     

轴向约束型钢混凝土柱耐火性能试验研究

为了考察受轴向约束的型钢混凝土柱的耐火性能,以荷载比、偏心率和含钢率为参数,开展了7根轴向约束型钢混凝土柱的耐火试验。采用恒载升温模式,研究了火灾下受轴向约束的型钢混凝土柱的温度分布、位移、变形、耐火极限及破坏形态。试验结果表明：荷载比相同时,施加在轴心受压柱顶的竖向荷载大于偏心受压柱。对于轴心受压柱,高温下柱首先缓慢膨胀,然后逐渐压缩破坏;由于轴向约束分担了柱的竖向荷载,压缩变形随时间变化较为缓和,轴向约束延长了柱的耐火极限。对于偏心受压柱,高温下其膨胀变形大于轴心受压柱,且膨胀变形先增加再减小;轴向约束增加了柱的竖向荷载,缩短了柱的耐火极限。荷载比对轴向约束型钢混凝土柱耐火极限影响显著,荷载比越大,耐火极限越小。当荷载比不大于0.5时,偏心率越大,柱的耐火极限会相应增大。含钢率增加,会在一定程度上延长柱的耐火极限。     

相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱抗火性能

为研究相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱的耐火极限,运用ABAQUS建立了ISO 834标准火灾作用下方钢管约束型钢混凝土柱的有限元模型,包括温度场分析模型和耐火极限分析模型,用已有的相关试验进行验证,并分析了截面温度场和力学性能的变化规律。在此基础上分析荷载比、计算长度、型钢含钢率、截面尺寸、混凝土强度等参数对构件耐火极限的影响规律。基于上述规律并结合大量计算结果定量给出了相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱的耐火极限简化计算式。结果表明:荷载比和计算长度对构件耐火极限影响较大,随着荷载比和计算长度的增加,构件的耐火极限呈线性降低; 截面尺寸对构件的耐火极限影响较大,随着截面尺寸的增加,构件的耐火极限呈线性增加; 随着型钢含钢率的增加,构件的耐火极限增加并不明显; 耐火极限计算式计算精度良好,可为相对两面受火的方钢管约束型钢混凝土柱抗火设计提供参考。     

钢管混凝土柱防火保护层计算方法研究

计算结果表明 ,作用在钢管混凝土柱上的荷载对其耐火极限及防火保护层厚度影响很大。基于数值计算结果及课题组前期的研究成果 ,提出了按规范ISO - 834或GB T 9978- 1999规定的标准升温曲线升温作用下 ,考虑火灾荷载比影响的钢管混凝土柱防火保护层厚度的实用计算方法 ,计算结果和数值计算与试验结果均基本吻合。     

基于ANSYS的某桥箱梁火灾后加固受力性能分析

介绍了某桥概况,通过对火灾后加固方案比选,优先采用新型碳纤维布(以下简称CFRP)和钢板联合加固的方案。采用有限元软件ANSYS对火灾前、火灾后未加固、火灾后加固的箱梁实体建模,比较3种情况下的强度、刚度之间的相互关系,得出的结论可供类似工程参考。     

火灾高温下耐火保护钢梁设计荷载的分析

研究了火灾高温环境下耐火保护钢梁温度和结构的变化,运用有限元软件ANSYS模拟不同涂料厚度的耐火保护钢梁在标准温升模型、慢速和快速温升BFD模型3种温升曲线下,荷载作用不同时的最大挠度值,并与Robertson-Ryan准则中的最大挠度值比较,确定耐火保护钢梁的设计荷载值。结果表明,采用标准火灾模型代替自然火灾模型确定的设计荷载是不安全的;钢梁最高温度越高,设计荷载越低;随着涂料增厚,温升速率的改变对设计荷载值的影响逐渐明显。