分享一個大空間結構抗火的有限元案例，不足之處還請批評指教。

有限元分析對象為肋環型單層網殼，建筑高度設為6m，建筑面積約為500m2，采用矩形鋼梁200x200x10，材料為Q345，熱工參數取自歐規。

升溫曲線選擇李國強老師、杜詠老師的大空間建筑火災空氣升溫經驗公式。 大空間火災升溫曲線簡潔易懂，易于應用在工程計算中。

1、 大空間火災升溫曲線

參考文獻：

李國強,杜詠.實用大空間建筑火災空氣升溫經驗公式[J].消防科學與技術，2005,24(3):5.DOI:10.3969/j.issn.1009-0029.2005.03.006.

高大空間定義：

高大空間是指高度不小于6m、獨立空間地(樓)面面積不小于500m2的建筑空間。

火災中熱量傳遞：

火災中熱對流、熱輻射引起空氣升溫，火源熱量由空氣媒介經瞬態傳熱過程傳遞給構件，導致構件的升溫，從而引起構件的材性和熱物性變化。

火災中溫度非定場的簡化模型前提假設：

1) 火羽流呈對稱上升；

2) 火災發展at2增長型；

3) 建筑平面的長寬比≤2；

4) 火災為燃料控制型，燃燒物為木材；

5) 墻壁及頂面為混凝土；

6) 無排煙及噴淋系統；

得出溫度關于火源點呈極對稱：T（x,y,z,t）→T（x,z,t）

大空間建筑的屋蓋結構:

1) 對桿件結構而言,可按腹桿長度劃分一個網格單元(雙層腹桿可劃分兩個網格單元)；

2) 對平面梁板結構而言，樓(屋)面板的厚度相對很小,可視為平面問題，支撐樓(屋)面板的梁可視為桿單元主要沿桿長方向對構件離散化。

大空間建筑火災下的空氣升溫經驗公式：

T(x,z,t)-T(0)=T[1-0.8exp(-βt)0.2exp(-0.1βt)[η+(1-η)exp(-(x-6)/μ]

式中，

T(x,z,t)：對應t時刻距火源中心水平距離x、距地面垂直距離z處的空氣溫度,℃;

Tz：從火源中心距地面垂直距離z處的最高空氣升溫，℃,見附表;

β：由火源功率和按at2增長型火源確定的升溫曲線形狀系數,見附表;

η：距火源中心水平距離x的溫度衰減系數,見附表;

t：時間,s;

b：火源形狀中心至火源最外邊緣距離,m,當x<6時,η=1;

x：距火源中心水平距離,m;

z：距地面的垂直距離,m;

μ：系數，見附表;

T(0)：火災發生前的環境溫度,取20℃。

2、 肋環形網殼受火有限元分析

火源位于建筑地面中心，火源半徑為2m。建筑面積約500m2，建筑高度為6m，材料為Q345。

1) 導入模型

2) 添加材料特性

3) 裝配：劃分溫度區間

4) 設置分析步

5) 設置溫度場和邊界條件

6) 提交作業并查看結果