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Abaqus 在防火中的應用

建筑物中的火的發展包括火災起始,充分發展,衰滅三個階段,是一個復雜的燃燒,傳熱,傳質,湍流過程,其中涉及到各種非線性問題。Abaqus強大的非線性功能可以很好的模擬火在建筑物中的傳遞,以及整個結構和構件的變形直到其徹底失效。

1、鋼結構構件的防火分析
abaqus防火1.png在強烈的高溫作用下,鋼結構筒體的承載強度迅速下降,二十分鐘之后就出現徹底破壞。以下是模擬鋼框架梁發生火災,以獲得火災設計失效時間以及特定條件下火災計算公式。

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2、鋼結構建筑防火分析
以下是八層鋼框架結構在四層出現火災時的有限元模擬,考慮到火的流動形式對變形的影響。最后計算了結構構件發生火災時截面變形??梢钥吹交鸬牧鲃臃绞讲煌瑢е抡w結構失穩的形式也是不同的。

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3、鋼筋混凝土結構構件防火分析
鋼筋混凝土結構在火災下自我保護能力明顯的高于鋼結構,但是鋼筋混凝土材料本身的非線性使得問題的分析要比單純鋼結構更加復雜。以下是國家某自然資金項目,采用Abaqus分析梁柱節點在火災下的變形和應力,以及破壞部位,進而探討采取何種方法延緩破壞的發生。

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4、鋼筋混凝土建筑整體防火分析
世界著名結構公司Arup使用Abaqus軟件進行火災分析,以探討在火災情況下結構失效機理,發生部位,以及如何避免發生火災后高層建筑結構可能失效的發生,從而幫助公司穩固在建筑結構行業的領先地位。

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當三層受火時,構件在短時間內被加熱到800℃,周邊的柱以及拱頂達到400℃左右,受火一小時之后可以在最終破壞形式圖中看到塑性鉸的出現,從而導致結構的最終破壞。

Abaqus 是功能強大的工程模擬的有限元軟件,其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題。Abaqus軟件包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。并擁有各種類型的材料模型庫,可以模擬典型工程材料的性能,其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質材料,作為通用的模擬工具, Abaqus軟件除了能解決大量結構(應力 / 位移)問題,還可以模擬其他工程領域的許多問題,例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析(流體滲透 / 應力耦合分析)及壓電介質分析。

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