火災(zāi)高溫下加筋板極限強(qiáng)度及防護(hù)性能

船舶火災(zāi)是最危險(xiǎn)的船舶事故之一.作為典型船體承載構(gòu)件，研究加筋板結(jié)構(gòu)在火災(zāi)高溫作用下的響應(yīng)特性和失效特性，對船舶與海洋結(jié)構(gòu)物性能評估和防火設(shè)計(jì)具有一定意義.

文獻(xiàn)[1-2]總結(jié)了加筋板結(jié)構(gòu)的6類失效模式，并采用不同數(shù)值分析方法，比較了含初始缺陷加筋板結(jié)構(gòu)在不同邊界和載荷條件下的極限強(qiáng)度.文獻(xiàn)[3]研究了非線性有限元數(shù)值分析中的模型范圍、網(wǎng)格密度、初始缺陷及邊界條件等，闡述了組合載荷下加筋板極限強(qiáng)度建模分析流程和基本原則.然而在艙室火災(zāi)場景下，高溫會引起材料力學(xué)性能的變化，600 ℃時(shí)鋼材屈服強(qiáng)度僅為常溫的一半.基于高溫的影響，文獻(xiàn)[4-5]采用非線性有限元方法對加筋板和艙室甲板板架結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱力響應(yīng)分析，總結(jié)了防火材料對結(jié)構(gòu)溫度和強(qiáng)度的防護(hù)效果.上述研究表明，以往針對船體加筋板失效模式和極限強(qiáng)度的研究工作以常溫條件為主，而高溫下結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能主要考慮對溫度和變形的影響.由于火災(zāi)高溫環(huán)境下加筋板結(jié)構(gòu)的研究尚不充分，所以本文圍繞加筋板的高溫失效及防護(hù)展開.

本文從結(jié)構(gòu)耐火性角度出發(fā)，根據(jù)熱彈塑性有限元理論，考慮材料的高溫?zé)崃W(xué)性能變化，基于名義升溫曲線，研究火災(zāi)高溫環(huán)境下防火涂層對加筋板結(jié)構(gòu)熱力響應(yīng)和極限強(qiáng)度的防護(hù)性能，并分析不同涂敷位置對結(jié)構(gòu)失效模式和高溫剩余強(qiáng)度的影響，為結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)提供參考.

1 數(shù)值分析模型

本文加筋板數(shù)值模型根據(jù)國際船舶與海洋結(jié)構(gòu)物大會(ISSC)極限強(qiáng)度分析中的基準(zhǔn)模型建立，如圖1所示.加筋板四邊由縱桁和橫梁支承，橫梁間距=4 750 mm，縱骨間距=950 mm，縱桁間距=8 550 mm，板厚=18.5 mm，加強(qiáng)筋(縱骨)為T型材，腹板高235 mm，厚 10 mm，翼板寬 90 mm， 厚15 mm.加筋板采用四節(jié)點(diǎn)減縮積分單元，帶板寬度方向劃分10個(gè)單元，腹板高度方向劃分6個(gè)單元，翼板寬度方向劃分4個(gè)單元，為壓縮載荷.加筋板四周邊界簡支并保持變形均勻，設(shè)置邊界如下所示.

′-′ 以及′-′：==0，=0；耦合邊界各節(jié)點(diǎn)使方向上位移均勻.

在這一教學(xué)片斷中，教師對預(yù)設(shè)性留白處理得較好，給了學(xué)生時(shí)間思考函數(shù)積的求導(dǎo)法則，但是卻沒有對學(xué)生思考的結(jié)果進(jìn)行即時(shí)反饋，仍按預(yù)設(shè)計(jì)劃完成了教學(xué)，沒能進(jìn)行有效的生成性留白，這是值得商榷之處．雖然教材中對求導(dǎo)法則的證明不作要求，但是學(xué)生已經(jīng)想到了“用定義來湊”，教師其實(shí)可以給學(xué)生更多機(jī)會表達(dá)自己的想法，引導(dǎo)其從定義出發(fā)嘗試推導(dǎo)兩個(gè)函數(shù)積的求導(dǎo)法則，或者也可以將用定義證明留作探究題讓學(xué)生回去思考，而不是回避．

′-′ 以及′-′：==0，=0；耦合邊界各節(jié)點(diǎn)使方向上位移均勻.

其中，、、分別為、、方向的角位移；、、分別為對應(yīng)方向的線位移.

中學(xué)生的自控能力比較差，喜歡玩手機(jī)的學(xué)生，習(xí)慣了手機(jī)帶來的輕松愉悅的信息，對知識學(xué)習(xí)感到枯燥乏味、沒興趣，久而久之就失去了對知識的求知欲，產(chǎn)生厭學(xué)情緒，從而導(dǎo)致無心學(xué)習(xí)，成績一天比一天差。課堂內(nèi)，老師正講得投入，少數(shù)同學(xué)在下面低頭玩手機(jī)，玩的不亦樂乎；寢室內(nèi)，別的同學(xué)都休息了，少數(shù)同學(xué)手機(jī)屏幕閃亮，喋喋不休。整天沉迷于手機(jī)世界里的孩子，已經(jīng)把大量的本該學(xué)習(xí)的時(shí)間和精力埋葬在手機(jī)里了，導(dǎo)致休息不好，來到教室就犯困，有個(gè)別同學(xué)干脆伏臺睡覺，從而學(xué)習(xí)效率低下，成績必然下降。

本文采用順序耦合方法，基于名義升溫曲線對加筋板結(jié)構(gòu)施加溫度載荷，進(jìn)行結(jié)構(gòu)動態(tài)熱力響應(yīng)分析，得到不同時(shí)刻加筋板的響應(yīng)結(jié)果，進(jìn)而對結(jié)構(gòu)施加軸向(向)壓縮載荷，采用弧長法進(jìn)行結(jié)構(gòu)高溫剩余極限強(qiáng)度分析.

非線性有限元分析中，初始幾何缺陷對結(jié)構(gòu)變形、失效及極限承載均有一定影響.如圖2所示，考慮3種類型的初始缺陷，即板的屈曲模態(tài)初始缺陷、加強(qiáng)筋的柱形扭轉(zhuǎn)初始缺陷及加強(qiáng)筋的側(cè)傾初始缺陷：

+1 080(1-0325e-0167-0675e-25)

(1)

=01,==0001 5

(2)

加筋板材料采用理想彈塑性模型.常溫條件下，材料彈性模量=205.8 GPa，泊松比=0.3，屈服強(qiáng)度=313.6 MPa.材料熱學(xué)參數(shù)及高溫?zé)崃W(xué)性能變化采用歐洲規(guī)范Eurocode 3推薦值，如圖3所示，圖中為材料溫度；為折減因子.熱學(xué)參數(shù)中，由于735 ℃左右達(dá)到了材料的相變臨界點(diǎn)，所以組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的附加熱效應(yīng)使得材料比熱容在此溫度范圍產(chǎn)生躍變.

防火涂層能夠保護(hù)火災(zāi)高溫環(huán)境中耐火性較差的鋼材結(jié)構(gòu).敷設(shè)涂料后，環(huán)境熱空氣與涂層表面通過對流和輻射傳熱的方式進(jìn)行熱量交換，防火涂層內(nèi)進(jìn)行熱傳導(dǎo).輕質(zhì)防火涂層自身吸收儲熱可近似忽略，Δ時(shí)間內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)溫升：

(3)

式中：為涂層熱傳導(dǎo)系數(shù)；為單位長度基材的防火涂料面積；為涂層厚度；為單位長度基材體積；為鋼材比熱容；為鋼材密度；g,為時(shí)刻環(huán)境溫度；s,為時(shí)刻鋼材溫度.

采用復(fù)合板殼單元對涂敷防火涂層的加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模.復(fù)合板殼單元共有3層，中間層為被保護(hù)鋼材，其外層為防火涂層，每層在厚度方向均勻設(shè)置3個(gè)溫度積分點(diǎn)，相鄰層間邊界積分點(diǎn)溫度相同.為了模擬超薄型防火涂層，參考文獻(xiàn)[8]的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取涂層厚度=1 mm，密度=450 kg/m，涂層比熱容=1 200 J/(kg·K)，等效熱傳導(dǎo)系數(shù)=0.03 W/(m·K).

2 防火涂層對加筋板結(jié)構(gòu)動態(tài)熱力響應(yīng)的影響

火災(zāi)高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的動態(tài)過程，由于力學(xué)響應(yīng)結(jié)果對結(jié)構(gòu)溫度分布影響較小，本文采用順序熱力耦合方法對加筋板結(jié)構(gòu)依次進(jìn)行熱學(xué)和力學(xué)響應(yīng)分析.

天津振威展覽股份有限公司（以下簡稱“振威展覽”）于2017年6月開始申請公開發(fā)行股票上市，并于2018年5月22日再次更新招股書。招股書信息顯示，振威展覽此次擬公開發(fā)行不超過4903萬股，預(yù)計(jì)募集資金總額2.2億元，用于創(chuàng)新展會運(yùn)營中心建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)會展系統(tǒng)、信息化升級以及補(bǔ)充流動資金。

對于典型的烴類船舶和海洋結(jié)構(gòu)物火災(zāi)，歐洲規(guī)范Eurocode 3推薦結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境溫度名義升溫：

=

由學(xué)校或?qū)W校所屬資產(chǎn)經(jīng)營公司投資成立具有酒店經(jīng)營資質(zhì)的有限責(zé)任公司（以下簡稱經(jīng)營公司），學(xué)校作為酒店資產(chǎn)的出租方，將酒店出租給經(jīng)營公司經(jīng)營管理。學(xué)校與經(jīng)營公司在股權(quán)上是投資與被投資的關(guān)系，存在實(shí)際的控制與被控制的關(guān)系；同時(shí)在酒店資產(chǎn)管理上又存在出租和承租的關(guān)系，但學(xué)校與經(jīng)營公司是兩個(gè)獨(dú)立的法人主體，各自以出資額為限承擔(dān)法律責(zé)任。經(jīng)營公司負(fù)責(zé)自主經(jīng)營酒店，酒店日常所有收支由經(jīng)營公司獨(dú)立核算，日常經(jīng)營的過程中所形成的經(jīng)營收益歸公司所有，經(jīng)營公司以出資額為限承擔(dān)酒店的經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)和各項(xiàng)法律責(zé)任。

在富有的家庭里瑪麗沒有找到自己的主體地位，那么離開家后的瑪麗徹底進(jìn)入了社會的底層從而喪失了女性的尊嚴(yán)。“社會地位是社會分層的三個(gè)要素之一，其余兩個(gè)要素是財(cái)富與權(quán)力。認(rèn)為社會地位是指他人對一個(gè)人或一個(gè)社會群體的尊崇與敬重。”（2000：197）沒有社會地位，財(cái)富和權(quán)力的瑪麗徹底失去自我，因?yàn)樗鞍闯Ｒ?guī)進(jìn)入了唯一而古老的父權(quán)支持女性的行當(dāng)-賣淫”（1993：146），以維持自己所謂的權(quán)力斗爭?？恐蠙?quán)貴男人，她自認(rèn)為自己已經(jīng)和男人們一樣獲取了社會的知識和經(jīng)驗(yàn)，卻不知道自己成為男人的玩物，與美德更是背道而馳。

(4)

式中：為初始環(huán)境溫度，常溫取20 ℃.

綜合上述分析，防火涂層能夠有效減緩結(jié)構(gòu)升溫誘發(fā)的應(yīng)力升高和撓度增加，從而顯著推遲結(jié)構(gòu)失效時(shí)間.該加筋板在常溫下=2，屬中等柔性板，由于加強(qiáng)筋側(cè)為受熱側(cè)，溫升引起的材料強(qiáng)度和剛度折減削弱了加強(qiáng)筋承載能力，引起載荷重新分布.兩種情況下，結(jié)構(gòu)的失效模式均為加筋板整體屈曲伴隨加強(qiáng)筋的側(cè)傾失效.

2.1 結(jié)構(gòu)溫度響應(yīng)

根據(jù)溫度響應(yīng)結(jié)果，腹板和翼板溫度較高，依次選取帶板邊緣和中心節(jié)點(diǎn)1、2，腹板近帶板側(cè)和中心節(jié)點(diǎn)3、4，翼板中心和翼緣節(jié)點(diǎn)5、6，各節(jié)點(diǎn)溫度()變化如圖4所示.由于加強(qiáng)筋側(cè)與高溫環(huán)境進(jìn)行對流和輻射換熱，加強(qiáng)筋(3～6)溫度顯著高于帶板(1、2)溫度加強(qiáng)筋腹板中心(4)溫度最高，因?yàn)橐戆灞雀拱搴瘢渖郎厮俾瘦^腹板偏低.

東亭的人們此時(shí)才發(fā)現(xiàn)，其實(shí)不光去東湖難，去博物館去美術(shù)館以及上東湖路，都不再容易?？焖俾钒阉羞M(jìn)出路口都封死，整條馬路只有東湖賓館出行方便。東湖賓館是貴地，以前毛主席喜歡住在這里。中央客人和省里官員也都喜歡住在這里。路是為他們修的。東亭滿街嘩然過后，便只有沉默。

無涂層加筋板整體升溫速率較快.<450 s時(shí)，加強(qiáng)筋溫度隨環(huán)境溫度的升高而快速上升；=450～650 s，加強(qiáng)筋升溫速率趨于平緩，并因熱量傳遞達(dá)到動態(tài)平衡而進(jìn)入短暫的平臺期；>650 s，加強(qiáng)筋溫度繼續(xù)攀升但速率放緩，=1 200 s時(shí)與環(huán)境溫度相近.<1 200 s時(shí)，帶板溫度基本呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢.相比于無涂層情況，涂料防護(hù)下加筋板整體升溫速率顯著降低且基本保持恒定，前期僅為無涂層的1/2左右，后期升溫速率漸趨平緩.

基于用人單位評價(jià)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)策略研究 …………………………………………………………… 丘少慷 陳思敏（5/27）

2.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形

將溫度載荷映射到加筋板結(jié)構(gòu)，分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和撓度變化，研究這兩種情形下結(jié)構(gòu)的失效模式.無涂層情況下，根據(jù)應(yīng)力云圖選取加筋板典型板格節(jié)點(diǎn)(～)和加強(qiáng)筋節(jié)點(diǎn)(、)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和變形如圖5所示，圖中為von Mises 應(yīng)力.加強(qiáng)筋側(cè)的高溫環(huán)境使其應(yīng)力水平明顯高于帶板.=70 s (=772 ℃)，加強(qiáng)筋基本進(jìn)入屈服狀態(tài)，對應(yīng)圖7中板的垂向撓度開始急劇增大；=130 s (=852 ℃)，板格節(jié)點(diǎn)發(fā)生屈服，標(biāo)志加筋板發(fā)生整體屈曲；=183 s時(shí)，達(dá)到889 ℃，板格節(jié)點(diǎn)應(yīng)力值均達(dá)到最大，加筋板結(jié)構(gòu)已完全喪失承載能力.

如圖6所示，有涂層加筋板應(yīng)力和變形規(guī)律與無涂層基本一致，但相應(yīng)屈服和失效時(shí)間均存在明顯推延.加強(qiáng)筋在=160 s(=874 ℃)基本屈服，伴隨板中心的垂向撓度急劇增大(見圖7)，在=350 s(=967 ℃)時(shí)加筋板發(fā)生整體屈曲，并在=455 s (=1 001 ℃)時(shí)完全喪失承載能力.對比圖5可知，涂層作用使加筋板結(jié)構(gòu)失效時(shí)間推遲了約 270 s.

根據(jù)圖7所示兩種情況下的側(cè)向撓度曲線，可知加強(qiáng)筋發(fā)生了側(cè)傾，且側(cè)傾撓度隨著溫度的升高而逐漸增大.=183 s(=889 ℃)時(shí)，無涂層加強(qiáng)筋的側(cè)傾撓度為 7.09 mm，側(cè)傾撓度系數(shù)(側(cè)傾撓度/腹板高度)達(dá)到0.03，而此時(shí)有涂層加強(qiáng)筋的側(cè)傾撓度系數(shù)為0.01，僅為無涂層的1/3.有涂層加筋板結(jié)構(gòu)完全失效時(shí)的側(cè)傾撓度為7.15 mm， 與無涂層結(jié)構(gòu)失效時(shí)相近.

基于該升溫曲線進(jìn)行溫度加載，取高溫對流換熱系數(shù)=50 W/(m·K)，熱輻射率=0.24.考慮實(shí)際船舶艙室火災(zāi)場景中的甲板結(jié)構(gòu)，加筋板帶板側(cè)為常溫環(huán)境，而加強(qiáng)筋側(cè)為火災(zāi)高溫環(huán)境.比較有、無涂層兩種情況，分析涂層對加筋板結(jié)構(gòu)動態(tài)熱力響應(yīng)的影響.

3 防火涂層對加筋板失效模式和極限強(qiáng)度的影響

3.1 涂層對結(jié)構(gòu)高溫剩余強(qiáng)度的防護(hù)性能分析

圖10所示為有、無涂層結(jié)構(gòu)極限承載對比.工況1～9對應(yīng)的時(shí)間依次為=0,20,40,60,80,100,120,140,160 s，溫度依次為=20,451,648,743,793,823,844,860,874 ℃.可見，隨著結(jié)構(gòu)升溫，加筋板的總承載能力因材料性能折減而緩慢降低，由于結(jié)構(gòu)溫度升高，溫度應(yīng)力顯著增大，致使剩余極限強(qiáng)度不斷降低.無涂層結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度的下降幅度遠(yuǎn)大于有涂層情況，=140 s時(shí)，=860 ℃，無涂層結(jié)構(gòu)幾乎完全失效，其剩余強(qiáng)度衰減至常溫下的3.4%；而涂層防護(hù)下的加筋板結(jié)構(gòu)仍保有117 MPa剩余強(qiáng)度，約為常溫下的49.8%.因此，涂層對于高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度的防護(hù)作用非常明顯.

火災(zāi)高溫環(huán)境會導(dǎo)致材料熱力學(xué)性能衰減，并且結(jié)構(gòu)會在熱膨脹和邊界約束的共同作用下產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而降低結(jié)構(gòu)承載能力，高溫剩余強(qiáng)度即結(jié)構(gòu)在高溫應(yīng)力與變形狀態(tài)下所能承受的最大增量載荷.分別選取不同時(shí)刻的熱力響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行剩余強(qiáng)度計(jì)算，有、無涂層結(jié)構(gòu)=60，100 s時(shí)刻的載荷-位移曲線如圖9所示.隨著環(huán)境溫度的上升，曲線峰值點(diǎn)(即對應(yīng)剩余強(qiáng)度)降低，峰值點(diǎn)對應(yīng)軸向應(yīng)變左移.=60 s和=100 s時(shí)刻有涂層結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度分別為無涂層的1.6倍和3.1倍左右，涂層極大地延緩了高溫剩余強(qiáng)度的折減.

RFID技術(shù)也叫射頻識別技術(shù)，主要是利用無線電訊號來感知監(jiān)測對象，同時(shí)將監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄下來，適用于短距離的數(shù)據(jù)識別和傳輸。RFID技術(shù)主要包括軟件處理系統(tǒng)、閱讀器、應(yīng)答器等3個(gè)部分，其具有抗污染能力強(qiáng)、耐久性高、掃描迅速等優(yōu)點(diǎn)，且數(shù)據(jù)記憶容量較大，因而在物聯(lián)網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中，閱讀器能夠及時(shí)檢測到檢測目標(biāo)發(fā)出的信號，然后利用天線將射頻信號散發(fā)出去，軟件系統(tǒng)接收到信號之后對其進(jìn)行處理，同時(shí)將處理信息向閱讀器反饋，閱讀器接收到頻率信號后進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)信息控制。

基于熱彈塑性有限元，采用弧長法計(jì)算結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度.為驗(yàn)證加筋板數(shù)值模型極限強(qiáng)度計(jì)算方法的有效性，對結(jié)構(gòu)施加軸向(向)載荷，計(jì)算結(jié)構(gòu)的常溫極限強(qiáng)度，并與ISSC結(jié)果進(jìn)行對比，如圖8所示，圖中av為縱向應(yīng)變；av為縱向應(yīng)力.由圖8可知，兩種情況下，數(shù)值模型計(jì)算所得的載荷-位移曲線與標(biāo)定曲線吻合較好，極限強(qiáng)度基本一致.

3.2 涂敷位置對失效模式及剩余強(qiáng)度的影響分析

防火涂層能夠有效延緩極限強(qiáng)度降低，為進(jìn)一步研究涂敷位置對結(jié)構(gòu)失效模式和高溫剩余強(qiáng)度的影響，增加僅加強(qiáng)筋涂敷和僅帶板涂敷兩種情況，進(jìn)行熱力響應(yīng)和極限強(qiáng)度計(jì)算，并與前述兩種情況進(jìn)行對比.不同涂敷位置包括：① 無涂料；② 僅加強(qiáng)筋涂敷；③ 僅帶板涂敷；④ 整體涂敷.

僅加強(qiáng)筋涂敷下，選取加筋板典型板格節(jié)點(diǎn)(、)和加強(qiáng)筋節(jié)點(diǎn)(、)如圖13所示，板格節(jié)點(diǎn)、先后屈服，意味著板在=130 s (=852 ℃)已基本進(jìn)入屈服狀態(tài).=155 s (=871 ℃)時(shí)加強(qiáng)筋節(jié)點(diǎn)逐步屈服，到=175 s (=884 ℃)，由變形云圖可知加強(qiáng)筋與附連帶板在跨中開始形成塑性鉸，加筋板結(jié)構(gòu)完全失效.由于腹板高厚比較大，所以加筋板結(jié)構(gòu)發(fā)生梁柱型失效并伴隨加強(qiáng)筋腹板的局部屈曲.

不同涂敷位置下，加筋板腹板溫度()變化如圖11所示.僅帶板涂敷下，腹板溫度變化趨勢與無涂層相近但數(shù)值上略高，這是由涂料防護(hù)下帶板的傳熱功能減弱所致.僅加強(qiáng)筋涂敷下，腹板因?yàn)橛型繉臃雷o(hù)，其溫度顯著降低，但裸露的帶板間接削弱了防護(hù)效果.

圖12所示為不同涂敷位置下結(jié)構(gòu)中心處的屈服區(qū)域(紅色)對比.=160 s (=874 ℃)時(shí)，無涂料涂敷的屈服面積占比25.1%，與=445 s (= 1 001 ℃)時(shí)整體涂敷屈服面積相當(dāng).僅加強(qiáng)筋和僅帶板涂敷下的屈服面積分別占比17.9%和7.8%，前者屈服區(qū)域以板格為主，而后者屈服區(qū)域集中于加強(qiáng)筋腹板近帶板部分，與涂敷方式相對應(yīng).

本文以房地產(chǎn)交易量位居前列的10個(gè)城市為例，其中包括北京、上海、廣州、深圳4個(gè)一線大城市以及中西部地區(qū)有代表性的城市，如天津、重慶、武漢、成都、杭州和南京。通過表2可以看出，2015～2016年樣本城市商品房銷售額占全國的比重呈上升態(tài)勢，至2016年已達(dá)31.77%，2017年受調(diào)控政策影響比重稍有下降，但仍達(dá)到全國商品房銷售額的1／4以上，這說明大城市在全國房地產(chǎn)市場有著舉足輕重的地位。

僅帶板涂敷下，選取加筋板典型板格節(jié)點(diǎn)(～)和加強(qiáng)筋節(jié)點(diǎn)(、)如圖14所示，加強(qiáng)筋在=70 s (=772 ℃)基本屈服，與無涂層情況相似.=185 s (=890 ℃)后加強(qiáng)筋不再繼續(xù)承載.=300 s (=948 ℃)時(shí)，板格節(jié)點(diǎn)應(yīng)力達(dá)到最大值，結(jié)合應(yīng)力與變形云圖，加筋板進(jìn)入極限狀態(tài)而整體失效.

針對不同涂敷位置計(jì)算加筋板縱向高溫剩余強(qiáng)度折減u/，u為縱向剩余強(qiáng)度，如圖15所示.整體涂敷和無涂料涂敷的剩余強(qiáng)度折減曲線為局部涂敷曲線的外包絡(luò)線，整體涂敷效果最佳，僅帶板涂敷次之.僅加強(qiáng)筋和僅帶板涂敷兩種情況均減緩了加筋板高溫剩余強(qiáng)度的折減，<60 s，兩者防護(hù)效果基本一致；>60 s，兩條曲線開始分離，僅帶板涂敷曲線向整體涂敷靠攏，而僅加強(qiáng)筋涂敷曲線卻快速向無涂料涂敷逼近.

這一現(xiàn)象主要由結(jié)構(gòu)的受熱和失效過程決定.僅帶板涂敷下，雖然加強(qiáng)筋受高溫載荷而快速屈服，但后繼承載的板格由于涂層防護(hù)而提升了原有承載能力，且?guī)О鍌?cè)的常溫環(huán)境有助于結(jié)構(gòu)散熱，從而有效延緩了剩余強(qiáng)度折減速率.而僅加強(qiáng)筋涂敷下，涂層的防護(hù)的確增強(qiáng)了受熱側(cè)的相對強(qiáng)度，但隨著板的率先屈服，加強(qiáng)筋繼續(xù)承受高溫載荷的能力較為有限.由此可見，局部涂敷會改變加筋板結(jié)構(gòu)的承載過程和失效模式，對應(yīng)結(jié)構(gòu)防護(hù)性能與其受熱和失效特性相關(guān)， 因而研究結(jié)構(gòu)的承載和失效過程也能夠進(jìn)一步為涂層優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù).

4 結(jié)論

本文根據(jù)熱彈塑性有限元理論，基于名義升溫曲線，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力和材料高溫性能變化的影響，研究比較了有、無涂層加筋板結(jié)構(gòu)的動態(tài)熱力響應(yīng)特性和失效特性，采用弧長法分析了涂層對結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的防護(hù)作用，并討論了涂敷位置對結(jié)構(gòu)失效模式及高溫剩余強(qiáng)度的影響.結(jié)果表明：

(1) 防火涂層能夠顯著降低結(jié)構(gòu)升溫速率，減緩應(yīng)力升高和撓度增加.涂層不改變結(jié)構(gòu)整體屈曲伴隨加強(qiáng)筋側(cè)傾的失效模式，而顯著推遲了結(jié)構(gòu)失效時(shí)間.

(2) 無涂層結(jié)構(gòu)剩余承載能力的降幅遠(yuǎn)大于有涂層情況，升溫140 s時(shí)，有、無涂層結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度分別衰減至常溫的49.8%及3.4%，可見涂層對維持剩余承載能力有明顯效果.

(3) 局部涂敷位置會改變加筋板結(jié)構(gòu)的升溫和承載過程，從而影響結(jié)構(gòu)屈服區(qū)域和失效模式.僅帶板涂敷下，結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失效；僅加強(qiáng)筋涂敷下，結(jié)構(gòu)發(fā)生梁柱型失效伴隨加強(qiáng)筋腹板的局部屈曲.

為了解決動態(tài)面板模型的內(nèi)生性問題，本文采用系統(tǒng)GMM估計(jì)方法。面板數(shù)據(jù)GMM估計(jì)方法主要由差分估計(jì)法和系統(tǒng)GMM估計(jì)法構(gòu)成，二者的不同之處在于差分估計(jì)法易導(dǎo)致弱工具變量問題的出現(xiàn)，而系統(tǒng)GMM估計(jì)法不僅可以彌補(bǔ)差分估計(jì)法的缺點(diǎn)，還可以增加工具變量的個(gè)數(shù)以解決模型的內(nèi)生性問題。鑒于文章選取樣本有限，以及考慮到異方差和序列相關(guān)問題，決定采用兩步系統(tǒng)GMM估計(jì)法［17］。

患者確診后，予以三維適形放射治療，5次/周，1次/d，常規(guī)分割200 cGy/次，治療計(jì)劃總劑量為6200 cGy。治療期間，實(shí)施以下護(hù)理干預(yù)措施：

(4) 整體涂敷和無涂料涂敷的高溫剩余強(qiáng)度折減曲線為局部涂敷的外包絡(luò)線，整體涂敷防護(hù)效果最佳，僅帶板涂敷次之，而僅加強(qiáng)筋涂敷的防護(hù)能力較弱，局部涂敷對加筋板剩余強(qiáng)度的防護(hù)性能主要取決于結(jié)構(gòu)的受熱和失效模式.

本文研究了防火涂層對典型船體加筋板結(jié)構(gòu)熱力響應(yīng)和高溫剩余強(qiáng)度的防護(hù)性能， 并對比分析了不同涂敷位置對結(jié)構(gòu)失效模式和剩余承載能力的影響，相關(guān)研究方法和結(jié)論能夠?yàn)榛馂?zāi)高溫下船舶結(jié)構(gòu)性能評估和結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)提供有效的分析手段.鑒于目前條件有限，后續(xù)將考慮高溫作用下加筋板結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的相關(guān)試驗(yàn)研究，進(jìn)一步豐富和發(fā)展結(jié)構(gòu)安全性評估理論.