本文關(guān)鍵詞：防火玻璃窗耐火性能研究

  更多相關(guān)文章： 防火玻璃 火災(zāi)模擬 有限元分析 溫度場 升溫曲線 耐火時間

【摘要】：在社會化進(jìn)程不斷加快的過程中,高層建筑日益成為城市發(fā)展程度的一種象征,社會文明快速前進(jìn)的過程中建筑火災(zāi)對人們生產(chǎn)、生活的影響也越來越大,但是對于高層建筑火災(zāi)的防治始終是全世界的一個難題。針對于高層建筑火災(zāi)的蔓延,現(xiàn)提出高層建筑火災(zāi)縱向蔓延的“防火隔離層”的概念,在此概念設(shè)計(jì)中明確了玻璃窗為阻礙高層火災(zāi)縱向蔓延的關(guān)鍵。本文對防火玻璃窗的耐火性能進(jìn)行分析,研究在不同的力學(xué)邊界約束情況下玻璃窗的耐火時間。本文針對前人的玻璃熱破裂分析僅僅局限于破裂因素分析和裂紋開展情況,并沒有仔細(xì)考慮力學(xué)邊界約束對玻璃耐火時間的影響,在熱分析和結(jié)構(gòu)分析的理論基礎(chǔ)上,本文開展了火災(zāi)場景中沈陽某五星級酒店房間溫度分布分析,應(yīng)用火災(zāi)模擬軟件FDS和有限元分析軟件ANSYS,通過對平板玻璃內(nèi)部溫度場的分布和玻璃迎火面和背火面的中心節(jié)點(diǎn)的溫度變化曲線確定,對玻璃窗在五種不同的力學(xué)邊界條件下的耐火性能進(jìn)行分析和判斷。主要做了以下工作:1.對高層建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)荷載進(jìn)行調(diào)查及相關(guān)的火災(zāi)模擬。基于高層建筑火災(zāi)縱向蔓延的“防火隔離層”的設(shè)計(jì)概念,在對沈陽某五星級酒店的房間進(jìn)行火災(zāi)荷載的調(diào)查的基礎(chǔ)之上,應(yīng)用FDS軟件對真實(shí)火災(zāi)場景的情形進(jìn)行分析,得到真實(shí)火災(zāi)場景中的火災(zāi)升溫曲線及熱釋放速率曲線,為之后的火災(zāi)場景中玻璃平板的溫度場分布提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2.考慮高溫情況下玻璃材料的熱工性能和力學(xué)性能的變化,應(yīng)用火災(zāi)模擬軟件FDS測得的玻璃表面的溫度變化加載到有限元分析軟件ANSYS的溫度荷載中,對平板玻璃的溫度變化情況進(jìn)行瞬態(tài)熱分析,得到不同時刻平板玻璃的迎火面和背火面的溫度分布以及玻璃中心節(jié)點(diǎn)的溫度變化曲線,得出在平板玻璃厚度方向上溫度分布為線性變化,這一結(jié)論和假設(shè)吻合,為研究火災(zāi)場景中玻璃窗的耐火性能奠定基礎(chǔ)。3.利用有限元模擬軟件ANSYS對平板玻璃進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析,在五種不同的力學(xué)邊界約束情況下,計(jì)算得出平板玻璃在火災(zāi)場景中的熱應(yīng)力和熱變形,以及Von Mises應(yīng)力分布云圖。通過比較分析得出最合適的邊界約束方式,為建筑結(jié)構(gòu)的玻璃窗的安裝以及玻璃窗生產(chǎn)廠商的玻璃生產(chǎn)提供參考意見。4.利用有限元分析軟件ANSYS中的單元生死功能對防火玻璃窗進(jìn)行分析,得出玻璃窗在火災(zāi)場景中,在五種不同的力學(xué)邊界約束情況下的耐火時間,通過比較分析得出玻璃的最佳的邊界約束形式。本文所做的工作為今后的防火玻璃窗的耐火性能的深入研究、防火玻璃窗的耐火設(shè)計(jì)以及高層建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)縱向蔓延的“防火隔離層”的概念設(shè)計(jì)提供一定的參考作用。
【關(guān)鍵詞】：防火玻璃 火災(zāi)模擬 有限元分析 溫度場 升溫曲線 耐火時間
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU228;TU524
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 本文研究的目的和意義13-15
• 1.2.1 研究目的13-14
• 1.2.2 研究意義14-15
• 1.3 防火玻璃窗耐火性能研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 理論研究15-17
• 1.3.2 實(shí)驗(yàn)研究17-20
• 1.3.3 數(shù)值模擬20
• 1.4 課題的研究工作20-22
• 第二章 建筑火災(zāi)的發(fā)展過程及相關(guān)數(shù)值模擬22-32
• 2.1 建筑火災(zāi)的發(fā)展與蔓延22-24
• 2.1.1 建筑火災(zāi)的發(fā)展過程22-23
• 2.1.2 建筑火災(zāi)的蔓延23-24
• 2.2 建筑火災(zāi)的計(jì)算機(jī)模擬方法24-28
• 2.2.1 常見的火災(zāi)模擬模型25
• 2.2.2 FDS介紹及基本理論25-28
• 2.3 ANSYS軟件介紹28-29
• 2.4 ANSYS熱分析應(yīng)用29-31
• 2.4.1 ANSYS熱分析基礎(chǔ)理論29-31
• 2.4.2 熱--結(jié)構(gòu)耦合分析31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 建筑室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線研究32-48
• 3.1 建筑室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線研究進(jìn)程32-39
• 3.1.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)M（專家模擬）33-37
• 3.1.2 區(qū)域模擬（半物理模擬）37-39
• 3.1.3 場模擬（物理模擬）39
• 3.2 FDS建筑室內(nèi)火災(zāi)場景概述39-43
• 3.2.1 火災(zāi)荷載的調(diào)查與研究39-42
• 3.2.2 可燃物的燃燒性能和燃燒發(fā)熱量42-43
• 3.3 火災(zāi)場景確定43-44
• 3.3.1 模擬酒店概況43
• 3.3.2 火災(zāi)場景設(shè)置43-44
• 3.4 計(jì)算結(jié)果及分析44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 平板玻璃內(nèi)部溫度場分析48-64
• 4.1 建筑玻璃的基本性質(zhì)與熱工參數(shù)48-49
• 4.2 高溫下玻璃溫度場的有限元分析49-62
• 4.2.1 玻璃溫度場求解方法及一維熱傳導(dǎo)溫度場49-52
• 4.2.2 平板玻璃的溫度場分布52-62
• 4.3 本章小結(jié)62-64
• 第五章 建筑火災(zāi)下平板玻璃的熱結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析64-88
• 5.1 高溫作用下玻璃的力學(xué)性能64-66
• 5.1.1 高溫下玻璃的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系64-65
• 5.1.2 高溫下玻璃的極限應(yīng)力65-66
• 5.2 玻璃的破壞準(zhǔn)則66-67
• 5.2.1 玻璃熱應(yīng)力模型66-67
• 5.2.2 玻璃破裂模型67
• 5.3 平板玻璃在溫度荷載下的應(yīng)力和應(yīng)變的微分方程67-70
• 5.4 平板玻璃耦合場分析70-71
• 5.5 平板玻璃的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析71-87
• 5.5.1 平板玻璃力學(xué)約束條件71-72
• 5.5.2 平板玻璃不同約束情況下的熱應(yīng)力和變形分析72-84
• 5.5.3 玻璃門窗的耐火時間確定84-87
• 5.6 平板玻璃熱響應(yīng)分析的可行性87
• 5.7 本章小結(jié)87-88
• 第六章 防火玻璃的熱結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析88-98
• 6.1 防火玻璃的一般性質(zhì)88
• 6.2 防火玻璃的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系88-89
• 6.3 防火玻璃的耦合場分析89-95
• 6.4 防火玻璃的耐火時間規(guī)定95-96
• 6.5 本章小結(jié)96-98
• 第七章 結(jié)論98-100
• 7.1 本文的主要工作及結(jié)論98-99
• 7.2 建議與展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-104
• 作者簡介104
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果104-106
• 致謝106-107

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙永峰;段海娟;趙金城;于彥飛;;在建高層建筑外保溫材料立體燃燒的火災(zāi)蔓延規(guī)律[J];消防科學(xué)與技術(shù);2013年12期

2 程旭東;謝啟源;李立明;司東亞;張和平;;非均勻輻射條件下浮法玻璃破裂行為實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報;2010年07期

3 張和平;萬玉田;張慶文;謝啟源;程旭東;;10mm鋼化玻璃全尺寸火災(zāi)實(shí)驗(yàn)[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2008年01期

4 張慶文;張和平;萬玉田;付強(qiáng);周勇;;4mm單層浮法玻璃全尺寸火災(zāi)實(shí)驗(yàn)研究[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2007年01期

5 張慶文;張和平;程旭東;萬玉田;;6 mm單層浮法玻璃全尺寸火災(zāi)實(shí)驗(yàn)[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2006年01期

6 ;帶雨淋水膜的非耐熱防火玻璃的火災(zāi)試驗(yàn)(英文)[J];消防科學(xué)與技術(shù);2006年01期

7 劉義祥,胡建國,李會榮;火災(zāi)中窗玻璃熱炸裂痕跡形成機(jī)理的研究[J];消防科學(xué)與技術(shù);2005年04期

8 邱旭東,高甫生,王硯玲;建筑火災(zāi)煙氣運(yùn)動數(shù)值模擬方法的回顧與評價[J];自然災(zāi)害學(xué)報;2005年01期

9 田麗,卜程;火災(zāi)中雙層窗玻璃破裂機(jī)理的研究[J];火災(zāi)科學(xué);2001年02期

10 楊澤安;火災(zāi)溫度作用下鋼筋砼構(gòu)件溫度場計(jì)算方法及應(yīng)用[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;1999年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 崔崳;豎直壁面條件下常用有機(jī)外墻保溫材料的火災(zāi)行為研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

2 楊春英;側(cè)開口限制空間內(nèi)高溫?zé)釟饬髡袷幖皼_擊玻璃平板的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

3 張毅;熱荷載作用下浮法玻璃和低輻射鍍膜玻璃破裂行為研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 張慶文;受限空間火災(zāi)環(huán)境下玻璃破裂行為研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

5 王中強(qiáng);無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土扁梁抗火性能的試驗(yàn)研究和理論分析[D];中南大學(xué);2006年

6 劉方;中庭火災(zāi)煙氣流動與煙氣控制研究[D];重慶大學(xué);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 柴盼;高層建筑火災(zāi)場景設(shè)置研究[D];重慶大學(xué);2014年

2 畢然;鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)耐火性能全過程數(shù)值模擬[D];沈陽建筑大學(xué);2013年

3 吳小華;基于區(qū)域模擬的室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線研究[D];中南大學(xué);2011年

4 徐子亮;高溫下鋼筋混凝土板非線性數(shù)值分析[D];北方工業(yè)大學(xué);2009年

5 殷霓;高層綜合商業(yè)建筑火災(zāi)安全疏散研究[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

6 賈彩清;建筑物單室火災(zāi)區(qū)域模擬研究[D];重慶大學(xué);2003年

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本文編號：950684