论文部分内容阅读
众所周知,普通非耐火钢构件的耐火性能较差,而石化行业中的原料及产品的热释放值又普遍较高,这些因素为石化行业钢结构抗火设计带来了诸多难题。近年来,石化行业的安全事故频发,关于石化行业钢结构抗火设计研究已越来越受到各个国家和地区的重视。在此形势之下,受中国兵器集团辽宁华锦乙烯集团有限责任公司的委托,本课题着重分析了其多层多跨石化乙烯钢结构管廊的整体耐火性能。石化乙烯钢结构管廊作为辽宁华锦乙烯集团改扩建工程的重要子项,担负着乙烯原料及产品的运输任务,由于乙烯等烃类原料的易燃、易爆特性,以及石化管廊结构的建筑材料又全部是钢材,可能诱发的火灾对整体结构的安全威胁不言而喻。本课题基于实际工程,从研究角度出发,采用塑性极限分析理论和高温(火灾)下钢构件稳定验算分析理论相结合的方法,对多层多跨石化乙烯钢结构管廊进行了整体耐火性能分析,模拟其在高温(火灾)下倒塌破坏的全过程。该方法计算量较小,且结果准确度较高,能够考虑温度变化与支承条件对构件的作用,能够从整体角度分析火灾下结构的反应,能够计算火灾下结构实时的位移、内力并跟踪结构形式的变化,能够确定钢框架结构塑性铰出现的顺序及位置,最终确定结构所能承受的极限温度。在实际分析中,本课题考虑到了以下几个方面:1.高温(火灾)下,结构钢材料屈服强度的降低,即材料的软化:2.高温(火灾)下,结构钢材料弹性模量的降低,即截面的弱化:3.高温(火灾)下,截面屈服形成塑性铰后结构整体性能的改变,即结构的变化:4.高温(火灾)下,钢结构整体稳定性能的研究。最后,编制适用于多层多跨石化乙烯钢结构管廊火灾下全过程模拟分析的程序(采用Fortran语言编写),对工程实例进行分析,并使用大型通用有限元软件ANSYS进行分析以校核自编程序算法的正确性、真实性。本文参与了辽宁华锦乙烯改扩建管廊钢框架结构火灾风险评估与设计的相关分析,给出了具体的优化分析结果.