Page 29 - 电力与能源2022年第三期

汪 洋, 等: 110kV 变电站钢框架结构的抗火性能 2 9
1
型最终节点数53515 , 单元数154811 。钢框架模 T =T 0 +345l g8t+1 ) ( 1 )
(
型及局部网格划分情况如图 8~9 所示。 式 中 T ———温 度, ℃ ; T 0 ———初 始 温 度, ℃ ;
t ———时间, s 。
( 2 )受火位置。研究 4 种方式的火灾模式,
分别为一层边缘房间受火( 工况一), 一层边缘及
中间房间同时受火 ( 工况二), 见图 12 。

图 8 钢框架整体结构模型
边界及荷载的施加情况如图 10 所示。所有
柱脚固定; 所有横梁都受均布荷载作用, 荷载值为
-1 ; 柱顶受集中荷载作用, 其中边柱受
25kN · m
集中荷载作用, 荷载值为 75.5kN , 中间柱受集中
荷载作用, 荷载值为 151kN 。

图 9 结构梁柱节点模型
图 12 不同工况下的受火位置
在进行传热学分析时, 假定梁和柱的构造形
式如下: 柱的腹部有砖墙或隔板, 因此, 仅朝防火
间的翼缘受到热作用。梁上部托混凝土楼板, 因
此, 除上翼缘外的所有表面均受到热作用。热量
以对流和辐射的形式从热空气传递到结构表面,

又以传导的形式在结构内部传播。
图 10 荷载及约束情况
2.3 火源模式 3 研究结果
( 1 ) 标准升温曲线。 ISO834 《 国际建筑材料
3.1 温度场分析
耐火性能测定》 给出的火灾标准升温模型如图 11
3.1.1 一层边缘房间受火
所示 。
一层边缘扁间受火, 钢框架的不同时刻温度
云图如图 13 所示。
采用 SOLID70 三维八节点体单元, 定义导热
系数、 比热容、 密度等热分析材料特性; 定义截面

尺寸, 建立钢框架的模型。定义受火作用的边界,
对受火边界施加热辐射、 热对流; 定义瞬态分析的
初始温度为 200 ℃ , 初始步长为 20s , 然后按照
ISO834 标准升温曲线对构件进行温度计算, 得
图 11
该模 型 规 定 火 定 室 内 温 度 与 时 间 的 关 系 出每个荷载步( 时间) 下钢框架沿截面和长度范围

如下: 内各个点的温度, 钢框架相应时刻的温度云图。