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高速公路收费站网架雨棚抗火性能及灾后评估
| 论文题名： | 高速公路收费站网架雨棚抗火性能及灾后评估 |
| 关键词： | 高速公路收费站;网架雨棚;抗火性能;安全性评估 |
| 摘要： | 高速公路收费站多采用网架结构的结构形式，是因其具有整体刚度强、多向受力性能好及制作安装方便等优点。高速公路收费站作为重要的交通枢纽，一旦发生火灾，在人员撤离前若网架发生倒塌，可能造成严重人员伤亡和财产损失。此外，高速公路收费站雨棚不同于一般的室内建筑，空间开敞导致火灾时其受当地环境影响大，特别是大风和风向的影响。高速公路常见的车辆有油罐车等危险车辆，发生火灾时若波及附近的危险车辆，可能会导致发生烃类火灾。火灾温度曲线会因高风速、炎热、石油、燃气空气中的挥发等因素导致轰燃使环境温度快速上升。由此可见，对高速公路网架结构进行抗火性能分析具有重要的意义。 火灾后，高速公路收费站灾后修复时间和安全性评估也尤为重要。作为高速公路重要的枢纽，收费站的修复工作将直接影响道路是否能正常运行。所以用尽量短的时间，结合经济性因素考虑，采用合理的加固修复方案也具有重要实用价值。 目前对于网架的研究主要集中在一般网架结构的结构设计、施工方法、抗火等方面，而高速公路收费站雨棚的一些结构尺寸不同于普通网架，是由收费站的特殊使用功能决定的，使得一些变形和受力特点也不同于普通网架，因此，有必要对高速公路收费站网架的抗火性能进行深入研究，掌握结构在火灾发生时的抗火能力;并采用合理的加固修复方案。 本文结合具体的工程实例，采用参数分析的方法，对高速公路收费站火灾中常见网架钢结构的抗火性能和灾后评估进行了研究。研究对象涵盖了不同的工况参数（全跨网架、半跨网架和四分之一网架火灾），时间参数(15min、30min)和不同的加固修复方案。 首先根据实际情况确定结构荷载情况，并按《建筑钢结构防火技术规范》规定的荷载组合，采用有限元软件ABAQUS进行常温下的结构受力分析。第二步利用ABAQUS进行火灾下的结构受力性能分析。通过采用恒载升温的方式，使整个结构按实际情况升温，结构丧失承载力时的温度为结构的临界温度，对应的火灾时间为结构的耐火时间，观察结构变形及受力特点，耐火能力和破坏形态，对比不同参数的差异。第三步采用一种常见的火灾情况和网架，利用有限元软件模拟火灾进行到600℃左右扑灭，结构降温到环境温度，不考虑钢材强度的折减。观察残余应力的大小和分布情况，确定加固方案。并对修复后的结构重新加载，得到加固后的应力，验证加固方案效果。 |
| 作者： | 张至辉 |
| 导师： | 王培军;刘芹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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