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钢框架柱耐火不变性数值阐发

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  本书内容包罗:绪论、火(热)感化、钢框架构件温度场计较、温度应力计较取钢柱耐火不变性判据、钢框架柱耐火不变性评估系统、钢柱耐火不变性评估案例阐发。书中基于大量试验研究所获得的温度应力三段式计较模子推广使用于双向框架布局的评估取计较,冲破了保守弹性力学阐发方式和计较机模仿阐发方式的局限性,但愿对我国钢布局耐火机能的评估可以或许起到必然的鞭策感化。

  钢材的特点是强度高、自沉轻、延性、抗震机能好、施工周期短,所以以钢材做为次要布局构件的钢布局建建具有优异的布局机能和经济上的劣势,已越来越多地使用于工业取平易近用建建中。跟着经济的快速成长及钢布局建建正在我国的普及推广,我国建成了一多量大跨度及高层钢布局建建,如国度体育场鸟巢、水立方、上海全球金融核心和新等。钢布局虽有很多长处,但耐火机能差是其最大的弱点。钢材虽是不燃材料,但却不耐火。理论阐发及试验成果表白,钢布局耐火性差的次要缘由有:①正在火警高温感化下,因为其内部晶格布局发生变化,强度、弹性模量等根基力学机能随温度升高降低较着;②钢构件多为薄壁状,截面系数大,从火场接收热量多,火警中升温快;③钢材的导热系数大,截面上温度平均分布,火更容易毁伤其内部材料。一般说来,未加的裸露钢布局正在火警中15~20min内即会发生倾圮,形成较大人员伤亡或财富丧失。钢布局正在火警中被烧塌的变乱早已不堪列举。1998年玉泉营家具城发生火警,形成该建建物全体倾圮。2003年青岛市的正大食物厂钢布局厂房发生特大火警,形成厂房大面积倾圮,形成严沉丧失。1990年英国一幢多层钢布局建建正在施工阶段发生火警,形成钢梁、钢柱和楼盖钢桁架的严沉。2001年9月11日,可骇劫持满载燃油的平易近航客机撞击美国纽约世贸核心双塔大楼,形成大楼承沉的钢布局筒体的层被,正在爆炸和强烈的高温感化下,布局内框架钢柱强度敏捷下降并坍塌,形成3000余人灭亡或,经济丧失无法估量。因而,正在钢布局建建被日益普遍使用的同时,对钢布局抗火机能的研究曾经成为工程界的热点问题。钢布局往往为超静定布局。超静定布局各杆件正在遭到不服均温度感化下将发生不服均膨缩,但因为存正在多余束缚,膨缩较大的构件遭到取之相连的构件的束缚,该构件将会发生温度内力,而正在其截面上会发生温度应力,从而添加荷载效应。也就是说,布局正在受温度感化过程中,不单本身抗力鄙人降,并且布局本身因为温度应力的发生还会有一个自加载过程,使得正在布局上的荷载增大。目前,对于钢布局因为温升的缘由所惹起的布局抗力下降的研究曾经较为完美,而对于温度应力所惹起的布局自加载研究还远远不敷。准确评估钢布局正在火警时的荷载效应亦即温度内力是耐火设想的焦点热点问题。目前,钢布局抗火设想规范中引入温度内力参取荷载效应组合已成为明白的成长标的目的。比力先辈的欧洲钢布局规范虽明白温度应力应参取组合,但并未给出温度应力的具体计较方式。我国《建建钢布局防火手艺规范》(CECS 200:2006)和《有色金属工程设想防火规范》(GB 50630—2010)对温度应力计较基于弹性阐发方式,而钢材正在高温感化前提下具有较强的弹塑性,弹性法必然过高地估量了温度应力。采用非线性阐发方式可考虑钢材的弹塑性性质,但现有阐发方式均采用恒温加载材料模子,取钢布局现实热-力径不符。本书中,做者次要操纵所正在课题组通过大量试验研究所获得的温度应力三段式计较模子,并将其推广使用于双向框架布局的评估取计较,以钢框架柱及其四周构件构成的子布局为对象,引入有色金属冶炼厂房炉料热辐射和平易近用建建一般室内火警两种热感化,按照传热学和力学根基道理,调查钢框架中柱的耐火不变性。冲破了保守弹性力学阐发方式和计较机模仿阐发方式的局限性,但愿对我国钢布局耐火机能的评估可以或许起到必然的鞭策感化。本书正在撰写过程中,获得了中国人平易近武拆部队学院屈立军传授的鼎力支撑和帮帮,正在此暗示衷心的感激。因为程度和学问无限,书中不当之处,衷心但愿泛博读者,多提贵重看法。做者2017年6月

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