近些年來(lái)空間大、構(gòu)造復(fù)雜的大空間建筑不斷出現(xiàn),當(dāng)大空間建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí),其與普通建筑火災(zāi)有著較大的區(qū)別,大空間建筑火災(zāi)往往對(duì)建筑的影響更為復(fù)雜,造成的經(jīng)濟(jì)損失也更為嚴(yán)重。大空間建筑具有較強(qiáng)的區(qū)域性和分層性,本文以一遭受火災(zāi)的大空間倉(cāng)庫(kù)為研究對(duì)象,利用火場(chǎng)模擬軟件PyroSim對(duì)大空間倉(cāng)庫(kù)火場(chǎng)進(jìn)行模擬,獲得倉(cāng)庫(kù)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的溫度時(shí)間關(guān)系曲線,并將火場(chǎng)模擬所得結(jié)果應(yīng)用到倉(cāng)庫(kù)屋面板(預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板)的受力性能分析中,獲得后續(xù)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)。此大空間倉(cāng)庫(kù)的研究方法可為類似工程提供借鑒,論文的主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于大空間建筑火災(zāi)和對(duì)高溫下與火災(zāi)后鋼筋混凝土構(gòu)件的研究狀況。(2)對(duì)大空間倉(cāng)庫(kù)遭受火災(zāi)時(shí)的溫度進(jìn)行判定。描述了倉(cāng)庫(kù)經(jīng)受火災(zāi)后的狀況,根據(jù)火災(zāi)后屋面板混凝土的外觀特征判斷其達(dá)到的最高受火溫度。根據(jù)最高溫度進(jìn)行溫度區(qū)域劃分。對(duì)不同溫度區(qū)域的屋面板進(jìn)行燒灼損傷評(píng)級(jí),以確定后續(xù)進(jìn)行有限元分析的構(gòu)件。(3)利用火場(chǎng)模擬軟件PyroSim對(duì)大空間倉(cāng)庫(kù)火場(chǎng)進(jìn)行模擬。在火災(zāi)模擬軟件PyroSim中建立倉(cāng)庫(kù)的空間模型并進(jìn)行FDS分析,得到倉(cāng)庫(kù)的空氣升降溫曲線和倉(cāng)庫(kù)的火勢(shì)發(fā)展過(guò)程。將火場(chǎng)模擬結(jié)果與火災(zāi)后倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行對(duì)比分析,證明火場(chǎng)模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。(4)對(duì)雙T板在受火過(guò)程中的受力性能進(jìn)行分析。將FDS模擬大空間倉(cāng)庫(kù)火場(chǎng)得到的空氣升降溫曲線應(yīng)用到ABAQUS中進(jìn)行屋面板(預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板)的有限元分析,得到了雙T板內(nèi)部的溫度分布狀況,利用所得的雙T板內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)件的熱力耦合分析,得到雙T板在常溫正常荷載作用下,火災(zāi)中和火災(zāi)后的混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力和撓度狀況。目前我國(guó)進(jìn)行的與建筑火災(zāi)有關(guān)的研究大多數(shù)是在ISO834標(biāo)準(zhǔn)升降溫曲線的基礎(chǔ)上展開(kāi),對(duì)構(gòu)件在FDS模擬火災(zāi)作用下和ISO834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用下得到的有限元分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,得知以根據(jù)FDS模擬火災(zāi)得到的結(jié)果作為后續(xù)加固設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)更為妥當(dāng)。
【學(xué)位單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU398.9;TU352.5
【部分圖文】：

圖 1.1 西安大空間倉(cāng)庫(kù)火災(zāi) 圖 1.2 石家莊大空間倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)大空間建筑火災(zāi)往往比普通建筑火災(zāi)嚴(yán)重，大空間建筑火災(zāi)與普通建筑火災(zāi)主要有以下不同：1）大空間建筑體積較大，防火和防煙的分區(qū)較為困難，當(dāng)氧氣充足時(shí)火勢(shì)蔓延尤為迅速。2）火災(zāi)探測(cè)器發(fā)揮作用時(shí)主要根據(jù)頂棚的煙氣濃度和溫度狀況，一般建筑的層高較�。ㄐ∮� 6m），此時(shí)火災(zāi)探測(cè)器會(huì)很好的發(fā)揮作用，在大空間建筑中早期的煙氣未必迅速上升至頂棚，這樣探測(cè)器就很難及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)揮作用，此時(shí)滅火系統(tǒng)就不會(huì)及時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)滅火系統(tǒng)發(fā)揮作用時(shí)大空間建筑的火勢(shì)已經(jīng)很難控制。3）大空間建筑滅火時(shí)很困難，其結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜，火災(zāi)發(fā)生時(shí)很難確定火源的大致位置，加之建筑面積和煙氣濃度較大，消防用水很難全面積覆蓋，使大空間建筑火災(zāi)的撲滅難度加大。大空間建筑可以大致分為立體型、瘦高型和扁平型三種類別[3]。立體型是指建筑物占地面積很大并且高度較大的建筑，大型的倉(cāng)庫(kù)、飛機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳和體育館都屬于此類大空間建筑，這類建筑內(nèi)部往往不再有樓層，室內(nèi)凈高度大約在 10 米至 20 米；瘦高型是指建筑物占地面積不大但是高度較大，寫字樓，大廈等高層建筑的中庭部分都屬于此類

圖 1.1 西安大空間倉(cāng)庫(kù)火災(zāi) 圖 1.2 石家莊大空間倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)大空間建筑火災(zāi)往往比普通建筑火災(zāi)嚴(yán)重，大空間建筑火災(zāi)與普通建筑火災(zāi)主要有以下不同：1）大空間建筑體積較大，防火和防煙的分區(qū)較為困難，當(dāng)氧氣充足時(shí)火勢(shì)蔓延尤為迅速。2）火災(zāi)探測(cè)器發(fā)揮作用時(shí)主要根據(jù)頂棚的煙氣濃度和溫度狀況，一般建筑的層高較小（小于 6m），此時(shí)火災(zāi)探測(cè)器會(huì)很好的發(fā)揮作用，在大空間建筑中早期的煙氣未必迅速上升至頂棚，這樣探測(cè)器就很難及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)揮作用，此時(shí)滅火系統(tǒng)就不會(huì)及時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)滅火系統(tǒng)發(fā)揮作用時(shí)大空間建筑的火勢(shì)已經(jīng)很難控制。3）大空間建筑滅火時(shí)很困難，其結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜，火災(zāi)發(fā)生時(shí)很難確定火源的大致位置，加之建筑面積和煙氣濃度較大，消防用水很難全面積覆蓋，使大空間建筑火災(zāi)的撲滅難度加大。大空間建筑可以大致分為立體型、瘦高型和扁平型三種類別[3]。立體型是指建筑物占地面積很大并且高度較大的建筑，大型的倉(cāng)庫(kù)、飛機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳和體育館都屬于此類大空間建筑，這類建筑內(nèi)部往往不再有樓層，室內(nèi)凈高度大約在 10 米至 20 米；瘦高型是指建筑物占地面積不大但是高度較大，寫字樓，大廈等高層建筑的中庭部分都屬于此類

火災(zāi)溫度高低和持續(xù)時(shí)間將直接影響混凝土結(jié)構(gòu)承載力，因此準(zhǔn)確判斷火災(zāi)溫度是火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定與加固設(shè)計(jì)的前提。本章對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)倉(cāng)庫(kù)受火后的狀況進(jìn)行描述，根據(jù)混凝土過(guò)火后的外觀特征進(jìn)行溫度判定，并為后續(xù)章節(jié)判斷火場(chǎng)模擬結(jié)果的可靠性提供依據(jù)。2.1 工程概況該工程位于濟(jì)南市，地上一層，倉(cāng)庫(kù)縱向（東西方向）106.48m，橫向（南北方向）48.48m，總建筑面積約為 5162m2。結(jié)構(gòu)形式為混凝土排架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；兩跨均設(shè)有 5 噸的吊車牛腿。該建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計(jì)基本加速度為 0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為 II 類，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，耐火等級(jí)為二級(jí)。火災(zāi)發(fā)生后的工程現(xiàn)狀如圖 2.1 所示。該建筑沒(méi)有遭受火災(zāi)的歷史。

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