【摘要】 一种土木建筑工程技术领域的基于整体的大型钢结构防火的系统化设计方 法，具体为：设定安全目标和性能指标；统计危险火源数量和各危险区的火灾荷 载，并据此进行火灾工况的设计；根据设定的火灾工况，在模拟软件中建立几何 模型，经过数值模拟获得真实火灾下结构体系的力学状态；根据数值模拟得到的 结果进行判断，如果结构失效，则重新调整结构设计和加强防火保护，同时按照 新的设计调整火灾场景进行设计，直到整体不再失效；采用应力判别和变形判别 双控法识别所有火灾工况下的关键构件或危险区域，查看构件应力和变形是否满 足安全性能指标的要求。本发明能准确反映自然火灾下各构件在整体结构中的真 实受力状态。 【专利类型】发明授权 【申请人】上海交通大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】200240上海市闵行区东川路800号 【申请人地区】中国 【申请人城市】上海市 【申请人区县】闵行区 【申请号】CN200810035203.9 【申请日】2008-03-27 【申请年份】2008 【公开公告号】CN100585605C 【公开公告日】2010-01-27 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN100585605C 【授权公告日】2010-01-27 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G06F17/50; E04B1/94 【发明人】史健勇; 任爱珠; 李引擎 【主权项内容】1、一种基于整体的大型钢结构防火的系统化设计方法，其特征在于，包括 以下步骤： 第一步，首先根据建筑类型和功能设计，设定安全目标和性能指标； 第二步，根据建筑设计阶段的平面图、立面图和装修设计，统计危险火源数 量和各危险区的火灾荷载，并据此进行火灾工况的设计； 第三步，根据设定的火灾工况，在模拟软件中建立几何模型，包括FDS模型 和ANSYS模型，然后根据火灾工况的设计，输入设计参数，计算机数值计算模块 采用计算流体动力学和有限单元法对这些参数进行处理，得到结构体系的温度、 应力σ(T)、应变和变形δ(T)参数，这些参数将用于结构失效的判定和关键构件 的识别，经过数值模拟获得“真实”火灾下结构体系的力学状态； 所述的计算机数值计算模块共包含火灾模拟计算子模块、结构传热计算子模 块、结构力学性能计算子模块，其中火灾模拟计算子模块和结构传热计算子模块 之间通过火灾-结构耦合模型FSCI进行连接，结构传热计算子模块和结构力学性 能计算子模块之间通过热-结构耦合分析进行连接，三个数值计算子模块在两个 连接接口的连接下形成统一的数值计算模块，共同完成结构在火灾下的力学性能 分析； 第四步，根据计算机数值计算模块得到的结果进行判断，如果结构的容许承 载力Rd小于各种作用所产生的荷载效应组合Sm，Rd和Sm按《建筑钢结构防火设计 规范》确定，则判断结构失效，则重新调整结构设计和加强防火保护，同时按照 新的设计调整火灾场景，重复第三步和第四步，直到整体不再失效； 第五步，采用应力判别和变形判别双控法识别所有火灾工况下的关键构件或 危险区域，对所有关键构件或子结构建立有限元模型，按照它们在空间整体中的 温度环境、荷载状况以及约束条件进行基于整体的有限元分析计算，查看构件应 力和变形是否满足第一步中安全性能指标的要求，如果不满足，以最不利情况进 行构件的防火保护设计，使其满足设计要求。 【当前权利人】上海交通大学 【当前专利权人地址】上海市闵行区东川路800号 【统一社会信用代码】1210000042500615X0 【引证次数】2.0 【他引次数】2.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】29
