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建筑火灾严重威胁着人民的生命财产安全,火灾下建筑结构的安全性一直是人们十分关心的问题。传统的抗火研究多是进行单个构件的抗火性能研究,与空间结构的抗火性能相差较大。抗火研究的发展趋势应是进行火灾下整体结构的抗火性能分析。本文在课题组前期研究的基础上,进行钢筋混凝土框架结构的抗火性能分析。对钢筋混凝土框架结构进行火灾模拟,分析火灾空间及结构构件内部的温度场变化过程,并对火灾下结构的受力性能进行全过程分析,研究火灾下钢筋混凝土框架结构的失效机理。真正实现从火灾温度场到结构内部温度场再到结构火灾反应的全过程分析。主要内容包括:
(1)对当前国内外建筑火灾的最新研究成果进行总结,分析本课题的研究意义。系统地总结了国内外有关混凝土、钢材热工性能和高温下力学性能的研究成果。
(2)以上海市第一百货商店老大楼为工程背景,运用美国国家标准研究所开发的FDS(Fire Dynamics Simulator)软件,对混凝土框架结构进行“真实”火灾模拟,分析火灾环境下的空间温度场变化过程,以便进行结构内部温度场和热应力分析。
(3)结合FDS的火灾模拟结果,运用有限元软件ANSYS分析钢筋混凝土框架结构构件内部的温度场变化过程。
(4)结合上述温度场的分析结果,以上海市第一百货商店老大楼框架结构为背景,运用ANSYS软件对其局部结构进行热应力分析,分析结构的内力重分布过程,研究火灾下框架结构的失效机理,为混凝土框架结构的抗火设计提供理论基础。