钢框架在火灾作用下坍塌机理的数值分析  

作　　者：揭智渊 黄群 王乐斌[3] 马兴飞 

机构地区：[1]杭州千城建筑设计集团股份有限公司,浙江杭州310000 [2]五洲工程顾问集团有限公司,浙江杭州310000 [3]中交四航工程研究院有限公司,广东广州510000

出　　处：《中国建筑金属结构》2025年第2期11-13,17,共4页China Construction Metal Structure

摘　　要：本研究专注于多层钢框架建筑结构在火灾等高温条件下的整体坍塌机制,通过应用塑性极限理论的上限法原理来进行深入分析。本文研究方法基于以下核心思路:以钢结构构件在火灾等高温作用下,整体结构机构的弹塑性变形(参与系数或转角)作为关键变量,进而整合这些关键的变量以计算得到结构在最终破坏状态下的外力功和内力塑性功。特别设定了一个整体坍塌的判断标准,即外力功同内力塑性功之比接近1时,视为结构即将倒塌。通过这样的方法,构建了一个以塑性变形的参与系数为变量的多元函数,此函数随温度的变化而变化。随后,引入非线性规划法来求解这个多元函数的极值,确保该比值满足设定的结构倒塌判断标准。最终能够准确地确定结构在倒塌时的破坏机构形态以及相应的极限温度。这种方法不仅有助于避免直接模拟复杂的结构倒塌过程,而且适用于更复杂的钢框架结构分析。

关 键 词：塑性极限理论 非线性规划法 钢框架建筑结构 火灾高温作用 坍塌机制 

分 类 号：TU391[建筑科学—结构工程]