本文關(guān)鍵詞：基于多參數(shù)耦合模型的梁柱式木結(jié)構(gòu)框架抗火數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 梁柱式 木結(jié)構(gòu)框架 建筑火災(zāi) 耦合模擬 系統(tǒng)集成 數(shù)據(jù)庫管理

【摘要】：木結(jié)構(gòu)建筑有著悠久的歷史,當(dāng)前我國擁有大量的古木建筑。隨著社會(huì)的發(fā)展,木結(jié)構(gòu)建筑的需求越來越大,現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)在我國擁有廣闊的前景�；馂�(zāi)是對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑具破壞性的危害之一,由于自身可燃,木結(jié)構(gòu)建筑抗火問題一直是研究的重點(diǎn)。為了研究火災(zāi)與結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)理,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)從火災(zāi)發(fā)展規(guī)律、木材炭化機(jī)理、木結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)破壞過程等方面進(jìn)行了相關(guān)研究。當(dāng)前已有的數(shù)值模擬手段實(shí)現(xiàn)火災(zāi)與結(jié)構(gòu)的相互作用過程是比較困難的,通常研究人員將結(jié)構(gòu)對(duì)火災(zāi)的影響和火災(zāi)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響兩個(gè)過程單獨(dú)分析。本文綜合考慮建筑火災(zāi)的多種因素,提出自然火災(zāi)下梁柱式木結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬方法,通過集成火災(zāi)模擬、有限元基礎(chǔ)分析軟件,開發(fā)相應(yīng)的數(shù)值模擬系統(tǒng),重點(diǎn)解決火災(zāi)發(fā)展過程中火災(zāi)與結(jié)構(gòu)的相互作用。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：(1)編寫符合木材正交各向異性特點(diǎn)的用戶材料子程序UMAT,同時(shí)總結(jié)木材炭化機(jī)理,以Spearpoint的炭化材料一維積分模型為基礎(chǔ),建立木材炭化模型公式。對(duì)用戶材料子程序及炭化模型分別進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。(2)提出“多參數(shù)耦合模型”,將火災(zāi)作用、火災(zāi)削弱后的木材構(gòu)件有效截面、結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算結(jié)果等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和建模,使不同模擬環(huán)境的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來,反映梁柱式木結(jié)構(gòu)在火災(zāi)破壞過程中的物理意義。(3)提出多參數(shù)耦合模擬框架,解決火災(zāi)對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的影響、結(jié)構(gòu)破壞對(duì)結(jié)構(gòu)自身的影響及結(jié)構(gòu)破壞對(duì)火災(zāi)發(fā)展的影響三個(gè)方面問題。(4)本文以上述“多參數(shù)耦合模型”與多參數(shù)耦合模擬框架為基礎(chǔ),使用Python集成火災(zāi)模擬軟件與有限元計(jì)算軟件,編制木材炭化深度、結(jié)構(gòu)破壞檢測(cè)計(jì)算模塊,開發(fā)建模、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)處理及可視化等控制模塊,研制自然火災(zāi)下梁柱式木結(jié)構(gòu)框架破壞過程數(shù)值模擬系統(tǒng),對(duì)火災(zāi)中的木結(jié)構(gòu)破壞過程進(jìn)行推演。(5)本文使用開發(fā)的數(shù)值模擬系統(tǒng)對(duì)三種構(gòu)造形式的梁柱式木結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行算例分析,研究不同構(gòu)造形式及不同墻體材料對(duì)梁柱式木結(jié)構(gòu)框架火災(zāi)破壞過程的影響。
【關(guān)鍵詞】：梁柱式 木結(jié)構(gòu)框架 建筑火災(zāi) 耦合模擬 系統(tǒng)集成 數(shù)據(jù)庫管理
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU366.2;TU352.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 木結(jié)構(gòu)抗火研究背景11-13
• 1.3 木結(jié)構(gòu)抗火試驗(yàn)研究13-15
• 1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下木結(jié)構(gòu)抗火試驗(yàn)研究13-15
• 1.3.2 自然火災(zāi)下木結(jié)構(gòu)抗火試驗(yàn)研究15
• 1.4 木結(jié)構(gòu)抗火數(shù)值模擬研究15-17
• 1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下木結(jié)構(gòu)抗火數(shù)值模擬16
• 1.4.2 自然火災(zāi)下木結(jié)構(gòu)抗火數(shù)值模擬16-17
• 1.5 本文研究意義及主要內(nèi)容17-21
• 1.5.1 研究意義17-18
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容18-21
• 第二章 建筑火災(zāi)理論基礎(chǔ)21-33
• 2.1 建筑火災(zāi)類型21
• 2.2 建筑火災(zāi)發(fā)展過程21-22
• 2.3 建筑火災(zāi)特性22-27
• 2.3.1 火災(zāi)荷載22-25
• 2.3.2 熱釋放速率25-26
• 2.3.3 火災(zāi)持續(xù)時(shí)間26-27
• 2.4 建筑火災(zāi)的燃燒模型27
• 2.5 火災(zāi)數(shù)值模型27-28
• 2.5.1 區(qū)域模擬28
• 2.5.2 網(wǎng)格模擬28
• 2.5.3 場(chǎng)模擬28
• 2.6 火災(zāi)模擬軟件FDS28-31
• 2.6.1 FDS火災(zāi)數(shù)值模擬環(huán)境29-31
• 2.6.2 FDS模型和數(shù)據(jù)結(jié)果特點(diǎn)31
• 2.7 本章小結(jié)31-33
• 第三章 木材本構(gòu)模型與炭化模型33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 木材常溫下的力學(xué)性能33
• 3.3 木材彈性本構(gòu)模型33-35
• 3.4 木材用戶材料子程序35-40
• 3.4.1 UMAT概述35-36
• 3.4.2 編程流程36-37
• 3.4.3 UMAT子程序驗(yàn)證37-40
• 3.5 木材炭化模型40-45
• 3.5.1 木材炭化機(jī)理40-41
• 3.5.2 炭化模型分類與選取41-42
• 3.5.3 炭化模型數(shù)值驗(yàn)證42-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 第四章 多參數(shù)耦合模擬系統(tǒng)47-81
• 4.1 多參數(shù)耦合模型48-49
• 4.2 多參數(shù)耦合模擬框架構(gòu)成49-50
• 4.3 自然火災(zāi)下梁柱式木結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)破壞過程數(shù)值模擬系統(tǒng)50-54
• 4.3.1 Python簡介50-51
• 4.3.2 設(shè)計(jì)流程51-54
• 4.4 主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法54-79
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)形式及編號(hào)54-56
• 4.4.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)56-64
• 4.4.3 參數(shù)輸入功能64-66
• 4.4.4 火災(zāi)模擬66-70
• 4.4.5 炭化深度計(jì)算70-71
• 4.4.6 結(jié)構(gòu)分析71-78
• 4.4.7 后處理可視化78-79
• 4.5 模塊循環(huán)調(diào)用79-80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 第五章 算例分析81-113
• 5.1 算例分析目的81
• 5.2 系統(tǒng)自動(dòng)分析過程81-85
• 5.3 火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)定85-86
• 5.4 數(shù)值模擬86-110
• 5.4.1 無外墻框架數(shù)值模擬分析86-95
• 5.4.2 木質(zhì)外墻框架數(shù)值模擬分析95-105
• 5.4.3 石膏板外墻框架數(shù)值模擬分析105-110
• 5.5 結(jié)論110-113
• 第六章 總結(jié)與展望113-117
• 6.1 總結(jié)113-114
• 6.2 展望114-117
• 參考文獻(xiàn)117-121
• 致謝121

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：541501