薄壁U型钢混凝土梁火灾-结构耦合的ANSYS分析

采用在空间上运用有限单元法与在时间上运用有限差分法相结合的方法,建立组合梁的火-结构耦合ANSYS分析模型;编制组合梁ANSYS热分析程序和全过程受火非线性分析程序,对组合梁在国际标准ISO834规定的标准火灾的温度场和挠度-时间曲线进行分析和计算.数值计算结果表明:在国际标准ISO 834规定的标准火灾下,试验梁测点的温度与ANSYS理论计算结果高度吻合,试验梁位移-受火时间曲线与理论计算结果符合良好.

考虑火源位置的船舶机舱火-热-结构耦合研究

为准确分析真实火灾条件下的船舶机舱结构力学行为,克服传统标准温升法的缺陷,提出基于火灾动力学模拟器(FDS)和ANSYS的火-热-结构力学耦合分析方法;采用FDS仿真模拟真实火灾场景,获得近机舱内壁面处时变温度场信息,以此温度场信息为边界条件,传输到结构力学行为仿真软件ANSYS中,对机舱结构加载温度荷载并进行瞬态热分析,再对舱室结构开展热-力耦合计算,通过改变火源位置,研究船舱结构体在不同火源位置下的力学响应特性。结果表明:不同火源位置场景下机舱结构应力分布不均匀,当火源高度为2 m时,产生的最大温度应力为76 MPa;舱室结构防火安全设计应重点关注真实火灾情形下的非均匀受热。

基于整体的大空间钢结构性能化防火设计方法研究

大尺度空间钢结构建筑的飞速发展为结构抗火设计带来了新的挑战。在分析现有规范和性能化结构抗火设计不足的基础上,基于性能化设计的思想,综合多学科知识和研究成果,采用火灾模拟计算和结构分析耦合集成的技术方法,建立基于整体的大空间钢结构性能化抗火设计方法,给出具体流程,最后通过工程实例说明该方法的实际应用。研究表明,对于大空间结构而言,传统抗火分析方法与真实火灾下的结构特性存在较大的差异,且火灾温度场的非均匀性对结构体系的抗火性能有着重要的影响。本课题的研究在理论分析的基础上为大型钢结构建筑性能化结构抗火设计和分析提出了系统化技术流程,可为我国大空间结构的抗火设计提供有益参考,具有广阔应用前景。