基于ANSYS抗火分析的三面受火钢梁防火研究.pdf

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1、基于ANSYS抗火分析的三面受火钢梁防火研究杨建虎牛洁亮中建钢构有限公司华东大区靖江214532摘要：重点研究了超高层钢结构外露钢梁的防火问题，通过ANSYS有限元分析软件分析了无防火保护层的钢梁在三面受火条件下的温度分布、温度一时间曲线、挠度一时间曲线以及挠度一温度曲线等。分析表明：三面受火的钢梁在受火初期，截面各点温差较大，会产生各自相平衡的内力。但一段时间后，仍会丧失承载能力。关键词：超高层钢结构外露钢梁三面受火ANSYS抗火分析温度分布耐火性能中图分类号：TU17文献标志码：BDOI：10．14144／j．cnki．jzsg

2、．2015．07．039FirePreventionResearchonThr．．SideFireSuferedSteelBeamBasedonANSYSFireResistanceAnalysisYANGJianhuNIUJieliangChinaConstructionSteelStructureJiangsuCo．．Lld．Jingjiang214532Abstract：ThispaperfocusedonthefirepreventionproblemontheexposedsteeIbeamofsuperhigh-rise

3、steelstructure．ThroughANSYSfiniteelementanalysissoftware，thispaperalsoanalyzedthedistributionoftemperatureofsteelbeamwithoutfireprotectioncoating，ontheconditionofthree—sidefire，thetemperature-timecurve，thedeflection-timeCurveandthedefiection-temperaturecurve，etc．Theana

4、lysisshowedthatalargertemperaturediferenceamongeachpointofthesectionattheinitialstageofexposureleadstorespectivelybalancedinternalforces，howeverareraperiodoftime，thebearingcapacitywillbelost．Keywords：superhigh-·risesteelstructureexposedsteelbeamthree--sidefiresufferedA

5、NSYSfireresistanceanalysisdistributionoftemperaturefireresistance1概况梁，且不需要考虑其在高温下的整体稳定，故在梁的一端超高层建筑中对于钢结构的应用越来越多，而超高层腹板中点约束3个方向平动，另一端约束垂直梁轴线的2个建筑中的钢梁大多是外露的。而钢结构的耐火性能不如混方向的平动。选取荷载比为0．178和0．30，分别对应的集中凝土结构，所以我们需要对钢结构的耐火性能进行研究来力大小为100kN和169kNuJ。制定相应的钢结构防火措施。温度场采用solid70单元进行

6、热分析，此单元是具有1个昆山金鹰二期大商业项目为混凝土核心筒外围劲性柱自由度的八节点六面体(Brick8node70)，结构分析中转框架结构，地下3层，地上55层，结构高度251．8m。塔楼化为solid45单元。首先把模型沿梁长分成60段。腹板沿厚10层以上钢梁均为三面受火的外露钢梁，耐火极限为2h。度分成2层，沿宽度分成10段。翼缘沿厚度分成1层，沿宽度分成l2段。如图l所示。2钢材材料模型建立在钢梁防火研究中，我们以ANSYs有限元分析软3热分析件为基础，选取H型钢梁截面尺寸为300mlTlx300film×3．1温度分布10

7、1111"1×15lilm。考虑到现场钢梁的上翼缘为混凝土楼板，火灾下，空气与构件的热传递包括热辐射和热对流2不直接受火，温度较低，故不考虑上翼缘上表面的热传导部分，一般梁的两端有构件遮挡。故不考虑梁的两端与空和热辐射，所以将钢梁热边界定为三面受火。荷载类型采气之间的热辐射和热对流。梁在三面受火条件下的温度分用了跨中作用集中荷载的情况。为了较准确的模拟简支布如图2所示。可以看出，梁的两端温度最低。这是考虑到实际情况中的梁端部有柱子或者墙的遮挡，不会直接承受火灾的作用。三面受火下翼缘的外边缘、腹板中部温度较作者简介：杨建虎(1987一

8、)，男，本科，助理工程师。高。这是由于这些位置微元的辐射角系数比其他位置大，通信地址：江苏省靖江市江阴·靖江圈区联心路二圩(214532)。收稿日期2015-02~14iii一接收的热量多。圆建筑抱工·第37卷·JIg7~