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自然火灾条件下约束钢梁可靠性分析
  • ISSN号:1671-8844
  • 期刊名称:《武汉大学学报:工学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU391[建筑科学—结构工程] TU311.2[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]天津理工大学机械工程学院,天津300384, [2]科技大学火灾科学国家重点实验室,安徽合肥230026
  • 相关基金:国家自然科学基金重大国际合作研究项目(编号:50320120156); 火灾科学国家重点实验室资助项目(编号:HZ2005-KF05); 天津市高等学校科技发展基金资助项目(编号:20040505)
中文摘要:

为研究钢构件的火灾性能及火灾条件对结构可靠性的影响,采用非线性有限元法,基于蒙特卡洛原理建立了约束钢梁的可靠性模型;采用参数化方法研究自然火灾模型的随机变量以及防火保护层厚度对钢构件可靠性及灵敏度的影响.结果表明:火灾随机变量对钢梁可靠性的灵敏度不同,火灾最高温度Tm影响最大,形状参数sc影响最小;可靠性随最高温度Tm和形状参数sc的增大而降低,随达到最高温度所需时间tm的增大而增高;随火灾随机变量标准差的增大而降低.在一定范围内,适当增加防火保护层厚度可明显降低构件的失效概率.因此降低火灾最高温度、延长达到最高温度所用时间,减小形状参数,可以增加结构的耐火时间,提高结构的可靠度.应根据工程要求,确定最佳防火保护层厚度.所采用的模型为定量分析钢构件在随机火灾下的可靠性以及评估构件在火灾中的失效风险提供了研究基础.

英文摘要:

In order to study fire behaviors of steel member and the effect of fire conditions on its reliability,the reliability model of restrained steel beam is established by nonlinear finite element method based on Monte Carlo principle.The effect of stochastic variables in natural fire model and thickness of fire retarding coating on the reliability and sensitivity is discussed by parametric method.The results show that the fire stochastic variables have different effects on sensitivity of beam reliability.The impact of maximum temperature Tm is the most obvious,that of shape constant sc is minimal.With increasing Tm and sc,or decreasing the time tm at which Tm occurs,and increasing the variance of stochastic variables,the reliability of steel beam will descend.The failure probability of steel beam is obviously decreased with increasing thickness of fire retarding coating to a certain range.So when maximum temperature and shape constant are decreased;and the time at which maximum temperature occurs is increased,the fire-resistant duration of the beam will be prolonged,which is benefit to improve the fire reliability.The optimum thickness of fire retarding coating should be confirmed by the engineering requirements.The model proposed provides a research basis for quantitative analysis of reliability in stochastic fire and evaluating fire risk.

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期刊信息
  • 《武汉大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:李晓红
  • 地址:武汉市 珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:ejwhu@whu.edu.cn
  • 电话:027-68755516 68752082
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8844
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1675/T
  • 邮发代号:38-18
  • 获奖情况:
  • 水利工程类核心期刊,全国优秀高校自然科学学报,湖北省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11402