Multi⁃scale Hybrid Simulation of Fire Resistance of Reinforced Concrete Frame

Xinjiang CAI; Chenwang QI; Xiaoyong MAO; Shizhu TIAN

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20201109005

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Multi⁃scale Hybrid Simulation of Fire Resistance of Reinforced Concrete Frame

更新时间：2025-09-25

- Multi⁃scale Hybrid Simulation of Fire Resistance of Reinforced Concrete Frame
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 42, Issue 2, Pages: 383-390(2022)
- 作者机构：
  
  1.苏州科技大学土木工程学院，江苏苏州 215011
  2.苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室，江苏苏州 215011
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20201109005
  CLC： TU375.4
- Published：28 April 2022
- 稿件说明：
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蔡新江,戚晨望,毛小勇等.钢筋混凝土框架的多尺度抗火混合模拟[J].防灾减灾工程学报,2022,42(02):383-390.

CAI Xinjiang,QI Chenwang,MAO Xiaoyong,et al.Multi⁃scale Hybrid Simulation of Fire Resistance of Reinforced Concrete Frame[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(02):383-390.
蔡新江,戚晨望,毛小勇等.钢筋混凝土框架的多尺度抗火混合模拟[J].防灾减灾工程学报,2022,42(02):383-390. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201109005.

CAI Xinjiang,QI Chenwang,MAO Xiaoyong,et al.Multi⁃scale Hybrid Simulation of Fire Resistance of Reinforced Concrete Frame[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(02):383-390. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201109005.

摘要

针对整体结构火灾试验费用高昂、传统构件试验无法反映整体结构性能、全实体单元模型抗火计算效率不高等问题，基于ABAQUS软件，建立钢筋混凝土传统单柱、全实体单元平面框架、多尺度平面框架、多尺度空间框架、混合模拟平面框架5种模型，进行了基于底层中柱受火工况下整体结构的抗火性能对比分析，研究了不同建模方式的计算效率、约束对耐火极限的影响、混合模拟与常规数值模拟的差异，结论证实：缺少约束条件下的传统单柱的耐火极限相对整体结构偏低；多尺度模型相对全实体建模其计算效率提高80%左右；多尺度空间模型相对多尺度平面模型约束效应更强，在保持相同承载力的情况下变形相对更小；混合模拟模型与多尺度平面模型相比其力学性能具有较强相似性，证实采用多尺度混合模拟能够较好地反映整体结构的抗火性能，同时兼顾了计算效率和计算精度的统一。

Abstract

In view of the problems including high cost of the fire test on a whole structure， the traditional component test cannot reflect the performance of a whole structure， and the low calculation efficiency on the fire resistance of the full solid element model， comparative analyses on fire resistance performance of a whole structure considering the fire at the bottom center column is carried out. Five models including traditional reinforced concrete single column， full solid element plane frame， multi-scale plane frame， multi-scale space frame and hybrid simulation plane frame are established， based on the ABAQUS software. The calculation efficiency of different modeling methods， the influence of constraints on the fire resistance limit and the difference between hybrid simulation and conventional numerical simulation are studied. The conclusions confirm that the fire resistance limit of the traditional single column without constraints is lower than the whole structure； the calculation efficiency of the multi-scale model increases about 80% compared with to the full-solid modeling； compared with the multi-scale plane model， the multi-scale space model has stronger restraint effect and relatively smaller deformation while maintaining the same bearing capacity； compared with the multi-scale plane model， the hybrid simulation model has a strong similarity in mechanical properties. It is proved that the use of multi-scale hybrid simulation can better reflect the fire resistance of the whole structure， and can take into account the unification of calculation efficiency and calculation accuracy.

关键词

Keywords

references

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（本文责编：周小潭）

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