平面三角形桁架和Warren平行弦桁架结构火灾下倒塌预警方法

作     者：李晋宇 李国强 朱劭骏 LI Jinyu;LI Guoqiang;ZHU Shaojun

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      面：131-142页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：上海市浦江人才计划(22PJ1414000) 

主　　题：平面桁架 火灾 倒塌预警 位移 位移速率 可靠度 

摘      要：为研究火灾下平面三角形和Warren平行弦钢桁架结构的倒塌预警方法,建立有限元模型研究两类桁架在火灾下的倒塌机理与倒塌模式;在此基础上,研究了两类平面钢桁架在各倒塌模式下关键物理量变化规律,并基于桁架关键节点的位移、位移速率以及桁架受火杆件的温度等多参数,提出了火致倒塌分级预警方法。为了科学预测桁架的倒塌剩余时间,采用预警时间比与倒塌剩余时间比两个参数,通过蒙特卡洛采样法得到了具有可靠度意义、可在实际工程中直接使用的时间比数值。并将提出的火灾倒塌预警方法和时间比数值通过真实火灾倒塌试验和数值算例进行验证。结果表明:平面三角形桁架和Warren平行弦桁架呈现转铰型、滑移型、屈曲后转铰型、屈曲后滑移型以及再平衡等多种倒塌模式;当预警时间比的可靠度为70%~80%时,可以较为准确地预测Warren平行弦和平面三角形桁架的实际倒塌剩余时间。