综合管廊在电力火灾下的结构损伤特性研究

摘要

利用火灾动力学模拟软件FDS建立综合管廊高压电力舱火灾三维模型,研究了综合管廊内电力火灾的发展过程及其温度分布规律。模拟结果表明电缆在引燃以后,火灾主要向上层电缆蔓延,结构的内壁温度演化适用电力火灾标准升温曲线。通过引入温度损伤参数,建立了混凝土温度-应力耦合弹塑性损伤模型,可以较好地反映混凝土在不同温度下的力学性能,并通过子程序将模型嵌入了有限元软件ABAQUS中。利用ABAQUS建立了综合管廊高压电力舱的温度-应力耦合三维有限元模型,将火灾温度边界导入到了模型内,模拟综合管廊在火灾下的结构损伤特性。模拟结果表明,综合管廊主体结构受到电力火灾高温的两方面严重影响,一方面温度升高造成了混凝土材料性能的急剧劣化,另一方面由于火灾造成的强烈的温度梯度,温度应力也造成了混凝土的损伤。综合管廊侧墙与顶板的挠度在火灾初期由于温度应力而减少,后期又由于火灾造成的损伤而增大。火灾后期综合管廊侧墙的腋角附近损伤严重,出现了塑性铰。