舱室火灾下船体结构剩余强度分析

李陈峰， 张昆， 魏子阳， 郭震， 许维军

(1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2.中国矿业大学 力学与土木工程学院,江苏 徐州 221116)

火灾事故是威胁船舶安全性的主要事故类型之一，约占我国船舶海难事故的10%[1]。由于船舶舱室布置紧密、空间相对狭小，开口多位于顶部，且可燃物较多，发生火灾时火势蔓延迅速，难以扑灭，极易造成严重的生命财产损失。此外，火灾高温还将导致过火区域的钢材力学性能退化，削弱船体刚度，严重威胁船体结构的安全性[2]。为了提高船舶抗火设计水平、保障人员安全性和降低财产损失，有必要开展船舶火灾下结构安全性的研究。

目前，国内外对船舶火灾事故下船体结构安全性的研究尚不深入，相关工程计算评估方法和行业标准规范尚未形成。Shetty等[3]基于统一概率模型对海洋平台的火灾安全性开展了可靠性评估和结构优化设计研究，指出温度载荷和不同温度下钢材的力学性能对于结构安全性有着显著影响。Guedes等[4]开展了高温下矩形板的极限压缩强度的数值研究，分析不同范围和大小的温度载荷对极限强度的影响，指出当受热面积占结构总面积的50%时，结构的承载能力将迅速降低。付丹文等[5]采用标准火灾升温曲线模拟了火灾场景下船体结构的温升，分析了10 000 TEU集装箱船在火灾中的极限强度。针对“桑吉”号油轮碰撞着火沉没事件，李陈峰等[6]考虑火灾温度对材料力学性能的影响，分析了“桑吉”号油轮事故前后的船体承载能力和波浪载荷，并推测了事故沉没的原因。……