收藏本站
《清华大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大空间钢结构火灾下受力性能与抗火计算方法研究

白音  
【摘要】: 大空间钢结构以其宏伟的建筑造型、巨大开敞的内部空间等优点在我国得到了广泛的应用。由于钢材本身耐火性能较差,且造型美观等要求使得防火保护费用惊人,大空间钢结构往往不能直接按照普通钢结构的方法进行结构抗火设计。目前我国关于大空间钢结构抗火设计的研究还相当薄弱,现行规范的相关规定也少有涉及,因此,深入开展大空间钢结构火灾下的受力性能和抗火计算方法研究具有十分重要的理论意义和工程实用价值。本文结合理论分析、数值计算等多种手段,对大空间钢结构火灾下不均匀温度场分布以及典型结构类型的受力性能进行了较系统的研究,充分考虑结构的几何、材料非线性等参数影响,提出了相应的抗火计算方法。本文主要完成以下几方面工作: (1)通过与试验数据对比,确定了大空间结构数值模拟中火源模型等简化方法。系统研究了影响大空间结构内不均匀温度场分布的主要因素,并对几种温度场计算方法是否适用于大空间钢结构屋面附近空气温度场的计算进行了分析和讨论。 (2)对大空间钢结构火灾升温过程中受力性能的计算方法进行了探讨,通过对比分析确定了结构钢材和高强度钢索在火灾高温下的材料属性,并以门式刚架钢结构为例,对此计算方法的有效性进行了进一步阐明。 (3)提出了四角锥网架火灾下中心点位移的计算方法——修正拟夹层板法,并结合火灾下受力性能影响因素分析,得到了考虑不均匀温度场分布的临界温度计算表。在对单层网壳火灾下弹塑性承载力研究的基础上,提出了单层网壳火灾下弹塑性稳定承载力的简化计算公式。 (4)推导了索桁架结构和鞍形索网结构火灾下竖向位移和预应力变化的计算公式。利用有限元计算分析方法对张弦梁结构火灾下受力特点进行了研究。给出了单层索网玻璃幕墙临界温度的取值方法,计算得到了适用于单层索网玻璃幕墙结构不同跨度、网格尺寸、钢索直径下的临界温度计算表。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU391

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 陈树华;洪嵩然;;正放四角锥网架结构的抗火性能分析[J];低温建筑技术;2011年02期
2 姚兰;刘育民;左勇志;霍达;孙静博;;钢结构工程火灾后性能研究[J];四川建筑科学研究;2014年02期
3 黄文钦;高轩能;;不同支承平面下网架的抗火性能[J];华侨大学学报(自然科学版);2012年06期
4 孙伟建;高轩能;张惠华;;支承形式对正放四角锥网架抗火性能的影响[J];华侨大学学报(自然科学版);2013年04期
5 王新武;代东亮;梁斌;布欣;;带双腹板顶底角钢连接节点的抗火性能[J];河南科技大学学报(自然科学版);2014年01期
6 王新武;韩冬;布欣;;高温下梁柱端板连接受力性能分析[J];世界地震工程;2012年02期
7 李凤霞;;角钢厚度对半刚性梁柱连接性能影响研究[J];世界地震工程;2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 刘国军;预应力组合网架结构的性能化抗火研究[D];华侨大学;2011年
2 洪嵩然;大跨度空间钢结构火灾反应分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 杨岗峰;预应力索杆协同网架结构抗火性能研究[D];北京工业大学;2010年
4 张亚江;门式钢刚架火灾升降温作用全过程响应分析[D];长安大学;2012年
5 王松涛;基于性能化设计的轻型门式刚架火灾后的安全评估研究[D];安徽建筑大学;2013年
6 田小明;基于子结构模型的钢框架结构耐火性能及破坏机理[D];北京工业大学;2013年
7 乔达;单层球面网壳结构抗火性能分析[D];哈尔滨工程大学;2013年
8 孙伟建;斜放四角锥网架整体抗火性能的数值模拟研究[D];华侨大学;2013年
9 田伟;预应力钢梁在高温(火灾)环境下的力学特性分析[D];安徽建筑大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋爱山;大火天地泣——吉林、辽宁两起特大火灾警示录[J];安徽消防;1995年03期
2 刘永军,李宏男;建筑结构抗火性能研究回顾及展望[J];防灾减灾工程学报;2004年02期
3 石永久;白音;王元清;;大空间钢结构防火性能化设计与关键技术研究[J];工程力学;2006年S2期
4 曹正罡;范峰;沈世钊;;单层球面网壳结构弹塑性稳定性能研究[J];工程力学;2007年05期
5 柳锋,郭兵,杜刚,梁万波;某轻钢厂房火灾事故分析及加固处理[J];钢结构;2003年02期
6 杨有福,韩林海;钢管混凝土柱防火保护层计算方法研究[J];工业建筑;2004年01期
7 霍静思,韩林海;ISO-834标准火灾作用后钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度的研究[J];工业建筑;2004年01期
8 蒋首超,李国强,叶绮玲;火灾下钢框架结构非线性反应分析与试验研究[J];工业建筑;2004年08期
9 王元清,孙芬,石永久,罗忆,雷雨;北京土城电话局点支式玻璃幕墙柔性支承体系的设计分析[J];工业建筑;2005年02期
10 曹正罡;范峰;沈世钊;;K8型单层球面网壳的弹塑性稳定[J];工业建筑;2007年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡克旭,李金宝;室内火灾轰燃研究的动态述评[J];四川建筑科学研究;2004年01期
2 余志祥,蔡宏儒;索网结构有限元找形与参数分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
3 蔡宏儒,林宏图;索网结构动力松弛法找形的研究应用[J];四川建筑科学研究;2004年02期
4 余志祥,刘家喜;某膜结构工程加固非线性分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
5 郭小农,沈祖炎;半刚性节点单层球面网壳整体稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
6 何志军,丁洁民;基于非线性有限元的膜结构初始形态设计[J];四川建筑科学研究;2004年03期
7 余志祥,赵雷;张力结构形态确定的改进方法[J];四川建筑科学研究;2005年01期
8 彭晓彤;林晨;满杰;;轻钢结构住宅体系发展现状[J];四川建筑科学研究;2005年06期
9 赵志平;常建立;杨晓光;;利用ANSYS对碳纤维布加固RC梁的非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年01期
10 冯虹;袁勇;;索穹顶结构静、动力特性分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨韬;;浅谈公众聚集场所火灾扑救途径和方法[A];2011安徽省科协年会——海湾杯“社会消防安全管理创新”专题年会论文集[C];2011年
2 苏操文;王庭文;;芜湖“11.15”小商品市场大火分析[A];2011安徽省科协年会——海湾杯“社会消防安全管理创新”专题年会论文集[C];2011年
3 韩宁杰;高建岭;张宏涛;;石化企业管廊钢结构抗火性能的数值模拟方法综述[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
4 李泽;;支承于树状柱上的网壳设计研究[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
5 张鹏;舒赣平;;某不规则单层折板网壳结构稳定性分析[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
6 范峰;严佳川;曹正罡;;考虑杆件初弯曲的Kiewitt8单层网壳稳定承载力计算方法[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
7 申永强;姜友荣;杨理民;曹小君;韩菠;卢恒军;李丽;;嘉峪关气象塔“海豚”钢网壳施工技术[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
8 王铮;杨俊萍;王秋锋;;一种基于有限元仿真分析的U型托架优化设计[A];经济策论(下)[C];2011年
9 王铮;杨俊萍;王秋锋;;一种基于有限元仿真分析的U型托架优化设计[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
10 王青华;;大型水泵水轮机组转子动力学模型研究[A];抽水蓄能电站工程建设文集2011[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄希发;大型场馆人员疏散仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陆嘉;细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 陈国庆;航空煤油火焰蔓延特性研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 李媛萍;非线性粘弹性结构的动态行为及大跨空间网壳的减震控制研究[D];暨南大学;2010年
6 袁志军;球管焊接数值模拟及焊接残余应力影响因素研究[D];南昌大学;2010年
7 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
8 梁运涛;煤自然发火期快速预测研究[D];浙江大学;2010年
9 竺铝涛;纤维力学性质应变率效应和针织复合材料弹道冲击破坏机理[D];东华大学;2010年
10 孙潮;钢管混凝土格构柱与桁拱轴力弯矩相关曲线研究[D];福州大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯波涛;钢管混凝土轴压短柱的承载力研究[D];河南理工大学;2010年
2 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
3 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
4 吴锦龙;有限元软件框架研究及其在线性静力学程序中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
5 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
6 许宏成;拉索预应力双曲抛物面网壳结构受力性能研究[D];山东科技大学;2010年
7 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
8 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
9 宁小文;二阶弹塑性分析在钢结构抗震设计中的应用研究[D];安徽农业大学;2010年
10 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晓东;董毓利;郭鹏;吕俊利;;一端固定一端铰接H形截面钢柱抗火性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2006年03期
2 胡克旭,朱伯龙;结构受火灾作用的全过程分析方法[J];四川建筑科学研究;1996年01期
3 陆松伦;孙强;;建筑物火灾荷载密度的确定方法和应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
4 蒋爱山;大火天地泣——吉林、辽宁两起特大火灾警示录[J];安徽消防;1995年03期
5 李耀庄;李昀晖;;中国建筑火灾引起坍塌事故的统计与分析[J];安全与环境学报;2006年05期
6 杨乃勰,徐国彬,高日,姜兰潮;空间网格结构抗火反应非线性有限元分析[J];北方交通大学学报;1998年04期
7 白音;石永久;王元清;;门式刚架钢结构火灾下整体力学性能分析[J];北京工业大学学报;2007年05期
8 白音;石永久;王元清;;火灾下K8型单层网壳弹塑性稳定承载力计算[J];北京工业大学学报;2011年03期
9 戴森;朱冰冰;曹平周;;考虑腹板屈曲后强度时钢梁刚度计算[J];常州工学院学报;2005年S1期
10 韩庆华,裴波,王成博,刘兴业;预应力组合网架结构的自振特性分析及现场测试[J];地震工程与工程振动;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 杨帆;大空间及框架钢结构受火全过程数值模拟及损伤评估[D];清华大学;2010年
2 王新武;钢框架梁柱连接研究[D];武汉理工大学;2003年
3 李晓东;H型截面钢框架抗火性能的试验研究及非线性有限元分析[D];西安建筑科技大学;2006年
4 杜咏;大空间建筑网架结构实用抗火设计方法[D];同济大学;2007年
5 杜兰萍;基于性能化的大尺度公共建筑防火策略研究[D];天津大学;2007年
6 韩玉来;建筑结构抗火性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 邱林波;空间网格结构火灾下的力学性能研究[D];北京工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 裴波;预应力组合网架结构的理论分析及试验研究[D];天津大学;2004年
2 廖维敏;预应力索——杆协同网架动力分析[D];重庆大学;2004年
3 丁彧;张弦梁结构抗火性能的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
4 周涛;火灾下钢结构反应实验与仿真模拟研究[D];合肥工业大学;2006年
5 金辉;预应力组合网架抗火性能数值分析[D];天津大学;2006年
6 王会;火灾下门式刚架结构的非线性有限元分析[D];武汉理工大学;2009年
7 李俊锋;轴压薄壁钢管混凝土柱抗火性能研究[D];华侨大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 占孟秦;;两向正交正放网架抗火性能浅析[J];建筑安全;2014年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 高义奇;火灾下不同拉剪组合对螺栓节点性能影响的研究[D];清华大学;2013年
2 黄文钦;火灾下弦支穹顶结构的数值分析与防火保护条件研究[D];华侨大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡倍雷,宋玉普,赵国藩;高温后混凝土在复杂应力状态下的变形和强度特性的试验研究[J];四川建筑科学研究;1994年01期
2 杨有福,韩林海;矩形钢管混凝土构件抗弯力学性能的试验研究[J];地震工程与工程振动;2001年03期
3 霍静思,韩林海;ISO-834标准火灾作用后钢管混凝土的轴压刚度和抗弯刚度[J];地震工程与工程振动;2002年05期
4 林晓康,韩林海;ISO-834标准火灾作用后方钢管混凝土构件滞回性能试验研究[J];地震工程与工程振动;2003年04期
5 张文福,陈军,姜中,孟宪德;周边简支正交正放类网架结构固有振动的拟夹层板分析法[J];大庆石油学院学报;1999年02期
6 傅祝满;范维澄;;建筑火灾的模拟方法及进展[J];大自然探索;1996年01期
7 刘永军,李宏男;建筑结构抗火性能研究回顾及展望[J];防灾减灾工程学报;2004年02期
8 钱在兹,吴慧;混凝土高温后的扫描电镜实验研究[J];福州大学学报(自然科学版);1996年S1期
9 韩林海,杨有福,霍静思;钢管混凝土柱火灾后剩余承载力的试验研究[J];工程力学;2001年06期
10 李国强;性能化钢结构抗火设计 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告[J];工程力学;2004年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 沈世钊;;大跨空间结构理论研究若干新进展[A];第十一届空间结构学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘永军;钢筋混凝土结构火灾反应数值模拟及软件开发[D];大连理工大学;2002年
2 周天华;方钢管混凝土柱—钢梁框架节点抗震性能及承载力研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 霍静思;火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究[D];福州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈祖炎;苏慈;罗永峰;;杆件力学模型在空间钢结构中的应用研究[J];建筑结构;2007年01期
2 董石麟;我国大跨度空间钢结构的发展与展望[J];空间结构;2000年02期
3 鲍广鉴,曾强,陈柏全;大跨度空间钢结构滑移施工技术[J];施工技术;2005年10期
4 沈建荣,蔡启上,章程华;空间钢结构的涂漆[J];空间结构;1998年03期
5 周虹;;大型网壳结构的设计[J];山西建筑;2006年20期
6 马颖;;大跨度空间钢结构[J];建筑装饰材料世界;2008年09期
7 鲍广鉴,曾强,陈柏全;复杂空间钢结构施工过程的计算机仿真技术[J];施工技术;2005年10期
8 谢建朝;乔彦军;刘鹏宇;;我国钢结构预应力施工概况[J];河南建材;2008年03期
9 ;行业信息[J];钢结构;2008年09期
10 董石麟,赵阳,周岱;我国空间钢结构技术的发展[J];新型建筑材料;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱学佳;曹志翔;张赤宇;王兴忠;;基于非线性数值计算的复杂异形空间钢结构的受力特性分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
2 王仕统;;大跨度空间钢结构的概念设计与结构哲学[A];我国大型建筑工程设计的发展方向论文集[C];2005年
3 ;山东天时空间钢结构工程有限公司[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
4 郭必武;李治;董福顺;;武汉世界贸易大厦结构设计[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
5 ;致读者[A];施工机械化新技术交流会论文集——建筑机械化2011增刊[C];2011年
6 王月栋;杨蔚彪;;空间钢结构建模方法探讨[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年
7 陈伟;李宗洲;刘旭光;刘鑫;张志东;;大跨度空间钢结构逐段累积滑移技术[A];第二届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2008年
8 曾国华;董聪;;空间钢结构优化设计系统3SOD[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
9 张顺宇;;张家港市生活垃圾焚烧发电厂钢结构设计[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
10 周观根;俞水其;徐一鸣;付勇保;;广州新体育馆主场馆空间钢屋架制作[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 徐伟;空间钢结构精品3D3S[N];建筑报;2000年
2 本报记者 程志;力创广东空间钢结构新局面[N];中华建筑报;2008年
3 周观根方敏勇;大跨度空间钢结构促进施工技术革新[N];建筑时报;2008年
4 特约记者 黎方益;“鸟巢”钢结构主体开始合拢[N];首都建设报;2006年
5 源源 刘振华;空间钢结构一定是三维的[N];中华建筑报;2010年
6 袁孝铭;大跨度空间钢结构应用迅猛发展[N];建筑时报;2007年
7 记者 包斯文;上海将建世界首座圆形铁路车站[N];中国冶金报;2004年
8 黎方益、孙晓胜;“鸟巢”钢结构开始合拢[N];人民日报;2006年
9 金证顾问;东南网架(002135):空间钢结构领域龙头 盈利能力较强[N];中国证券报;2008年
10 记者 刘剑辉通讯员 王立武;我市三单位荣获省支援抗震救灾“工人先锋号”[N];菏泽日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 喻莹;基于有限质点法的空间钢结构连续倒塌破坏研究[D];浙江大学;2010年
2 史洪泉;大跨度空间钢结构施工全过程力学分析及考虑施工影响的若干要素研究[D];东南大学;2005年
3 娄荣;空间钢结构施工力学及其优化控制的研究[D];浙江大学;2009年
4 田鹏刚;空间结构智能稳定控制的基本理论与试验研究[D];西安建筑科技大学;2007年
5 朱焰煌;环境激励下大跨空间钢结构参数识别与损伤预警[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 朱焰煌;环境激励下大跨空间钢结构参数识别与损伤预警[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 杨帆;大空间及框架钢结构受火全过程数值模拟及损伤评估[D];清华大学;2010年
8 江勇;大跨柔性点支式幕墙及采光顶等效风荷载和风致响应研究[D];同济大学;2006年
9 于艳丽;桥建合一大型站房结构关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
10 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 司春灿;4000m~3级大型炼铁高炉空间钢结构系统地震反应分析[D];西安建筑科技大学;2011年
2 夏立春;滑模拖带空间钢结构施工技术研究与应用[D];河北工业大学;2012年
3 田黎敏;大跨度空间钢结构的施工过程模拟分析及研究[D];西安建筑科技大学;2010年
4 梁宝祥;大跨空间钢结构健康监测与施工模拟分析[D];兰州理工大学;2013年
5 洪嵩然;大跨度空间钢结构火灾反应分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 张东涛;基于压电材料的空间钢结构振动模糊控制理论与试验研究[D];西安建筑科技大学;2010年
7 林志野;大跨度空间钢结构滑移法施工全过程力学行为研究[D];沈阳建筑大学;2011年
8 肖明;风致损伤空间钢结构的安全预警方法研究[D];武汉理工大学;2012年
9 郑亚迪;基于有限测量响应信息的空间钢结构的损伤诊断[D];武汉理工大学;2012年
10 王华国;银川河东机场钢结构试验与分析研究[D];上海交通大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026