钢框架柱耐火稳定性数值分析

第一章 绪论 1

第一节 火灾及其危害 1

第二节 火灾对钢结构的危害 4

第三节 钢结构耐火设计 7

一、我国现行规范中钢结构耐火设计方法 7

二、规范采用方法存在的不足 12

三、较为先进的耐火设计方法 14

第四节 温度应力的研究现状 15

一、温度应力在钢结构耐火设计与评估中的重要性 15

二、温度应力研究现状 17

第二章 火（热）作用 23

第一节 民用建筑一般室内火灾 23

一、建筑火灾的发展与蔓延 23

二、民用建筑一般室内火灾轰燃后的火灾温度计算模型 25

第二节 有色冶炼厂房炉料热作用 34

第三章 钢框架构件温度场计算 37

第一节 传热学基本原理 37

一、热传导 37

二、热对流 38

三、热辐射 38

第二节 民用建筑一般室内轰燃火作用下钢框架温度计算模型 38

一、各国规范中钢构件温升计算模型 38

二、实际火灾作用下的钢构件温度计算模型 40

第三节 炉料热作用下框架钢柱温度计算模型 41

一、Ⅰ类设置形式H型钢柱温度计算模型 44

二、Ⅱ类设置形式H型钢柱温度计算模型 46

三、方矩管钢柱温度计算模型 49

四、平均温度与最高温度 51

第四节 炉料热作用下框架梁温度计算模型 53

第四章 温度应力计算与钢柱耐火稳定性判据 56

第一节 轴向约束钢柱温度应力试验简介 56

一、试验设备 57

二、试件参数 58

三、温度测量 58

四、初始应力水平 59

五、约束刚度 59

六、试验过程 60

第二节 试验结果与影响因素分析 60

一、试验结果 60

二、温度应力影响因素分析 64

第三节 试验总结的轴心约束钢构件温度应力计算函数介绍 65

一、温度应力计算函数的回归 65

二、误差分析 66

三、稳定性分析 67

四、温度应力函数全貌 68

五、计算结果对比 68

第四节 温度应力计算函数的分段叠加法 70

第五节 轴向约束作用下钢柱温度应力计算模型 73

一、柱轴向约束刚度 73

二、温度应力的虚拟双轴对称计算方法 76

第六节 相邻梁水平推力作用下钢柱温度应力计算模型 79

一、钢梁两端轴向约束刚度 79

二、温度应力计算模型 79

第七节 截面温差作用下钢柱温度应力计算模型 80

第八节 目标柱的总温度应力 81

第九节 钢柱耐火稳定性判据 82

第五章 钢框架柱耐火稳定性评估系统 84

第一节 系统功能与分析模型 84

第二节 系统分析步骤与结构 85

一、分析步骤 85

二、计算程序框图 86

三、系统调试 91

第三节 系统基本操作 91

一、系统的安装与卸载 91

二、进入系统 94

三、数据输入与计算 95

四、耐火稳定性判据 104

五、改善钢柱耐火稳定性的技术措施 104

第四节 系统参数说明 105

一、计算程序数据输入说明 105

二、炉料相关参数说明 105

三、一般室内火灾相关参数说明 106

四、构件保护相关参数定义 108

五、框架相关参数定义 109

六、系统输出结果说明 110

第六章 钢柱耐火稳定性评估案例分析 111

第一节 有色炉料热作用下六层框架柱的耐火稳定性计算 111

一、工程概况 111

二、系统分析过程 112

三、计算结果分析 121

第二节 一般室内火灾框架柱耐火稳定性计算 125

一、工程概况 125

二、系统分析过程 125

三、计算结果分析 130

第三节 系统构件温度计算分析 133

一、炉料热作用下钢构件温度 133

二、一般室内火灾作用下构件温度 136

第四节 系统轴向约束温度应力计算分析 138

参考文献 142