發(fā)布時(shí)間：2017-03-17 16:00

  本文關(guān)鍵詞：織物膜材燃燒特性及火災(zāi)時(shí)充氣膜結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：膜結(jié)構(gòu)建筑作為新型建筑形式,在藝術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、自潔能力等方面逐步得到了人們的青睞。由于國內(nèi)發(fā)展膜結(jié)構(gòu)建筑較晚,市場上銷售的大多是以聚酯纖維為基層、PVC或PVDF為涂層的織物膜材。膜材作為建筑結(jié)構(gòu)主體單元的同時(shí),也成為了可燃物潛在貢獻(xiàn)者,其在火災(zāi)時(shí)的表現(xiàn)極大地影響建筑的穩(wěn)定性和安全性。封閉膜結(jié)構(gòu)通常由于其大跨度的特點(diǎn),在火災(zāi)時(shí)的撲救難度也大大增加。因此,研究膜結(jié)構(gòu)在火災(zāi)條件下穩(wěn)定性,對膜結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)、施工和管理有十分重要的意義�；谀そY(jié)構(gòu)建筑的潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),本文從織物膜材燃燒特性和火災(zāi)下充氣膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析兩方面入手開展了一系列理論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。首先以理論分析為基礎(chǔ),對膜材聚合物組份的燃燒過程和燃燒性能評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了總結(jié);通過開展膜材臨空受熱的輻射引燃實(shí)驗(yàn),對比研究了不同種類、焊接部位、受熱情況和外部熱流等條件下的燃燒特性;建立以織物膜材為代表的熱薄型可燃物兩面臨空垂直向上火蔓延理論模型,并通過小尺寸膜材火蔓延實(shí)驗(yàn),對比分析不同種類膜材的火蔓延規(guī)律并討論了模型的修正;對充氣膜結(jié)構(gòu)受火后的火災(zāi)模型進(jìn)行簡化,得到臨界失穩(wěn)內(nèi)壓和膜材失效溫度,并利用FDS模擬分析了不同火災(zāi)場景下充氣膜結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。從輻射引燃實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),由于阻燃劑的添加,膜材S6101整體呈現(xiàn)出較長的點(diǎn)燃時(shí)間和較低的熱釋放速率;而S6003和S6013的燃燒最為劇烈。在不同輻射熱流下,膜材S6101和S6003對外部熱流量的變化較為敏感,采用刮涂工藝的膜材X1400則熱反應(yīng)參數(shù)較低。各類膜材在貼壁引燃時(shí)的燃燒性能均比兩面臨空引燃時(shí)有所提高,體現(xiàn)出較大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。膜材的焊接和受熱面對膜材燃燒性能的影響作用較為有限。在火蔓延理論研究中,基于經(jīng)典的固體可燃物豎向火蔓延模型,建立了熱薄型織物膜材臨空垂直向上火蔓延的數(shù)學(xué)模型,充分考慮了膜材燃燒時(shí)雙面火焰的存在和明顯燒盡的特點(diǎn),并討論了火焰預(yù)熱區(qū)非均勻熱流對理論模型的修正。通過對四類織物膜材的小尺寸火蔓延測試,得到不同膜材火焰?zhèn)鞑ツ芰Σ町?其中膜材S6101和X1400具有較好的離火自熄特性,而S6003和S6013膜材具有較強(qiáng)的火焰?zhèn)鞑ツ芰�。分析膜材沿長度方向的溫度場隨時(shí)間變化的關(guān)系,得到膜材燃燒的熱解區(qū)和火焰預(yù)熱區(qū)呈線性傳播的趨勢。通過對火災(zāi)下充氣膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn):當(dāng)火源距膜面較遠(yuǎn)時(shí),膜材表面溫度較低,可以保持完整性,當(dāng)火源距膜面較近時(shí)膜材會有較小面積燒穿現(xiàn)象,膜內(nèi)氣壓會有小幅下降并逐漸達(dá)到平衡狀態(tài),可使結(jié)構(gòu)不至于完全坍塌;當(dāng)火焰貼近側(cè)墻的膜材時(shí),膜材會在火焰直接輻射作用下大面積破壞,從而導(dǎo)致膜內(nèi)氣壓驟降,以致整體失穩(wěn)。
【關(guān)鍵詞】：膜結(jié)構(gòu)建筑 織物膜材 熱薄型材料 燃燒特性 火蔓延 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU383
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 變量注釋表18-20
• 1 緒論20-30
• 1.1 研究背景20-25
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀25-27
• 1.3 本文研究內(nèi)容及方法27-28
• 1.4 本文的章節(jié)安排28
• 1.5 本文研究路線28-30
• 2 織物膜材燃燒性能評價(jià)基礎(chǔ)30-39
• 2.1 織物膜材的組成及涂層工藝30-32
• 2.2 聚合物組份的燃燒機(jī)理32-38
• 2.3 本章小結(jié)38-39
• 3 織物膜材輻射引燃實(shí)驗(yàn)研究39-64
• 3.1 實(shí)驗(yàn)和思路及內(nèi)容39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)39-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測量情況簡介44-46
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析46-63
• 3.5 本章小結(jié)63-64
• 4 織物膜材垂直向上火蔓延理論及實(shí)驗(yàn)研究64-81
• 4.1 熱薄型可燃物的引燃和火蔓延模型64-69
• 4.2 小尺寸火蔓延實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備69-71
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析71-80
• 4.4 本章小結(jié)80-81
• 5 火災(zāi)下充氣膜結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析81-94
• 5.1 充氣膜受火模型的簡化81-83
• 5.2 火災(zāi)模擬及整體穩(wěn)定性分析83-92
• 5.3 本章小結(jié)92-94
• 6 結(jié)論與展望94-97
• 6.1 本文結(jié)論94-95
• 6.2 本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)95
• 6.3 研究展望95-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 作者簡歷101-103
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 申躍奎;王張萍;彭成波;;半圓筒狀充氣膜不同火災(zāi)場景下溫度場分布特性[J];結(jié)構(gòu)工程師;2014年05期

  本文關(guān)鍵詞：織物膜材燃燒特性及火災(zāi)時(shí)充氣膜結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：253083