汪金辉，张宪达，陈科烨

上海海事大学 海洋科学与工程学院，上海 201306

0 引 言

在航运事故中，船舶机舱失火造成的损失高居首位[1]。机舱内有大量可燃物且设备集中，运行过程中会释放大量热量，若油料泄漏极易发生火灾。火灾发生后产生的大量高温烟气受船舱结构限制无法及时排出，在机舱内部大量聚积，会导致舱室结构温度迅速升高[2]。与混凝土材料的建筑构造物不同，船舶机舱的钢结构在高温下的耐火性能差[3]，当温度为600 ℃时，钢材的屈服强度和弹性模量将降至常温状态下的三分之一，从而使钢结构几乎丧失承载能力[4]。而丧失设计强度的结构在火灾作用下会进一步变形、破损，进而导致船舶漏水、沉没等次生灾害。因此，研究船舶机舱结构在火灾环境下的力学行为响应对于该结构的抗火设计具有重要意义。

传统结构的抗火设计主要采用国际标准升温曲线（即ISO-834）来描述结构在火灾下的升温过程。然而，对船舶舱室实际火灾温度场的研究表明，船舱火灾温度场受通风、开口、火源等多种因素的影响，难以采用统一的温度曲线来描述[5-8]。而且，由于火灾荷载大小、发生位置以及结构形式不同，所以火灾条件下的结构各部位受热并不均匀[9]。因此，采用标准升温曲线替代结构在火灾中的真实温度变化并不准确。为解决此问题，前人开展了火灾模拟和有限元结构分析的耦合研究。例如，李耀庄等[10]通过火灾模拟工具（fire dynamics simulator，FDS）模拟火灾燃烧过程，得到了火场温度随时间变化的数据，并将不同时刻的温度场数据传输到ANSYS软件中实现了耦合分析；……