火災(zāi)下單層單跨石化管廊全過程模擬分析.pdf

1、同傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、占空間體積小、抗震性能好、安裝方便、工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。在石油化工企業(yè)中，支撐設(shè)備、管道的框架、支架和管架多采用鋼結(jié)構(gòu)。然而在實(shí)踐使用中得知，裸露鋼結(jié)構(gòu)耐火性能差，怕火燒，未加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)溫度作用下很快自身溫度就達(dá)到五百度以上，使鋼材的力學(xué)性能迅速下降，引起結(jié)構(gòu)整體倒塌破壞，產(chǎn)生重大財(cái)產(chǎn)、人員損失及次生災(zāi)害。為了提高石化管廊鋼框架結(jié)構(gòu)耐火極限與整體抗火時(shí)間，減

2、輕石化火災(zāi)損失與避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體倒塌造成人員傷亡及次生災(zāi)害，因此有必要對(duì)石化管廊鋼框架結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)與抗火問題進(jìn)行研究。 鋼框架結(jié)構(gòu)防火保護(hù)主要包括防火保護(hù)計(jì)算方法與防火材料兩方面。本文針對(duì)防火保護(hù)方法開展了較為深入的研究，并基于塑性極限分析理論提出一種鋼框架抗火的數(shù)值計(jì)算方法，該方法在有限元的計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行迭代求解，能對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)破壞進(jìn)行全過程模擬分析。本文用Fortran語言編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序，并用于單層單跨鋼

3、框架結(jié)構(gòu)的抗火計(jì)算分析。 本文首次把塑性極限分析理論下限定理應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)中，本文方法簡單、準(zhǔn)確，考慮溫度變化與約束對(duì)構(gòu)件的作用，可以對(duì)火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)進(jìn)行整體分析，能模擬實(shí)時(shí)跟蹤火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力及結(jié)構(gòu)形式的變化，確定鋼框架結(jié)構(gòu)塑性鉸出現(xiàn)次序、位置和結(jié)構(gòu)所能承受的最終極限溫度。這種方法較其他方法計(jì)算量大為減少，計(jì)算結(jié)果能指導(dǎo)防火保護(hù)工程，例如：重點(diǎn)針對(duì)關(guān)鍵薄弱構(gòu)件加以保護(hù)，可彌補(bǔ)現(xiàn)有方法全部涂抹防火涂料和加保護(hù)層的不