【摘要】：在我國(guó),火災(zāi)是僅次于干旱和洪澇的影響生命財(cái)產(chǎn)安全的第三大災(zāi)害�；馂�(zāi)事故不僅危害嚴(yán)重,而且對(duì)社會(huì)的負(fù)面影響也很大。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,使得大跨度空間結(jié)構(gòu)有了較快的發(fā)展。大跨空間結(jié)構(gòu)建筑如體育館、會(huì)展中心等,往往是一個(gè)城市的標(biāo)志性建筑,匯聚了大量的人流和資本,一旦發(fā)生火災(zāi),所造成的人員及經(jīng)濟(jì)損失將是十分巨大的。大空間鋼結(jié)構(gòu)體系又往往由于使用功能、建筑美觀以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的特點(diǎn),防火涂料很難施加或造價(jià)太高等,使得此類(lèi)結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)問(wèn)題凸顯出來(lái)。我國(guó)于2006年頒布了《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》,但對(duì)于大空間鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)下的受力性能和計(jì)算方法研究還相當(dāng)薄弱。為此,本文以前期研究為基礎(chǔ),對(duì)單層柱面網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下力學(xué)性能及失效特征開(kāi)展研究,主要內(nèi)容如下:(1)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗火分析方法研究本文以工程中常見(jiàn)的單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,首先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在高溫條件下的物理及力學(xué)性能進(jìn)行分析;其次,根據(jù)火災(zāi)下傳熱學(xué)基本原理,確定了火災(zāi)下鋼構(gòu)件升溫的實(shí)用計(jì)算方法;最后,對(duì)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)空氣溫度場(chǎng)計(jì)算方法進(jìn)行了探討,通過(guò)對(duì)比分析,確定了適用于大空間鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下空氣溫度場(chǎng)的分析方法。(2)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)溫度場(chǎng)模擬首先,采用非預(yù)混燃燒的火災(zāi)模型對(duì)可燃物的燃燒過(guò)程進(jìn)行描述,確定適用于非預(yù)混燃燒模型的湍流模型、輻射模型以及燃燒模型;基于國(guó)際通用火災(zāi)模擬軟件FDS對(duì)火災(zāi)下的單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的空氣溫度場(chǎng)分布(升溫曲線);其次,與試驗(yàn)中的大空間建筑火災(zāi)的空氣升溫曲線進(jìn)行對(duì)比,得到模擬空氣溫度場(chǎng)分布的有效性和準(zhǔn)確性;最后,開(kāi)展了不同參數(shù)對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)溫度場(chǎng)的影響分析,得到了火源位置、火源功率、矢跨比等不同參數(shù)對(duì)火災(zāi)中單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)空氣溫度場(chǎng)的影響規(guī)律。(3)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下受力性能及失效特征研究首先,對(duì)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的受力性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,建立單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下瞬態(tài)響應(yīng)分析方法,考察火災(zāi)下單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)及內(nèi)力的變化規(guī)律,考察不同參數(shù)(結(jié)構(gòu)參數(shù)和火災(zāi)參數(shù)等)對(duì)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)全過(guò)程響應(yīng)的影響規(guī)律;其次,基于已有的研究成果,提出網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下失效判別準(zhǔn)則,獲得單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的失效特征;最后,考察多種參數(shù)(火源位置、火源功率、矢跨比、屋蓋重量和保護(hù)層厚度等)對(duì)單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下特征響應(yīng)的影響規(guī)律。
【圖文】：

c)廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng) d)廣東科學(xué)中心圖 1-1 典型的空間鋼結(jié)構(gòu)建筑Fig. 1-1. Typical space steel constructions.鋼材作為眾多網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的母材，，相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其防火性能很差。鋼材本身不能燃燒，但在高溫環(huán)境下，熱膨脹容易使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大變形，造成

c)赫爾希體育館火災(zāi) d)上海虹口體育館火災(zāi)圖 1-2 火災(zāi)對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重危害Fig. 1-2. Serious damage to large space structures due to fire.例如，1973 年 5 月，天津體育館火災(zāi)，大跨度鋼屋架在火災(zāi)發(fā)生后一小時(shí)
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU399;TU352.5

【參考文獻(xiàn)】

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4 崔沈夷;黃志祥;姚桂菊;周孝清;;用火災(zāi)模型確定航站樓大空間自然排煙面積[J];消防科學(xué)與技術(shù);2013年09期

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6 陳偉;葉繼紅;;G550高強(qiáng)度冷成型鋼高溫力學(xué)性能瞬態(tài)試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年07期

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8 宗鐘凌;何永福;李世歌;;火災(zāi)下大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)的性能分析[J];消防科學(xué)與技術(shù);2012年04期

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2 白音;大空間鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)下受力性能與抗火計(jì)算方法研究[D];清華大學(xué);2008年

3 杜詠;大空間建筑網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)用抗火設(shè)計(jì)方法[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

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3 王張萍;矩形充氣膜結(jié)構(gòu)抗火性能分析[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

4 喬達(dá);單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗火性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

5 葉建;大空間鋼結(jié)構(gòu)整體抗火性能的數(shù)值研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2711607