鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是一種介于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的一種新型結(jié)構(gòu)形式,隨著鋼管混凝土構(gòu)件在橋梁、高層及超高層建筑等工程中的應(yīng)用日益廣泛,火災(zāi)帶來的風(fēng)險(xiǎn)急劇增加,因此對(duì)鋼管混凝土柱在火災(zāi)下的熱響應(yīng)行為進(jìn)行研究具有重要意義。熱輻射傳熱除了在鋼管外表面與火焰之間進(jìn)行熱傳遞時(shí)占主導(dǎo)地位外,在鋼管混凝土柱交界面?zhèn)鳠釙r(shí)也有不可忽視的影響,因?yàn)殇摴芑炷林佑|面不完全接觸會(huì)產(chǎn)生接觸熱阻,進(jìn)而影響其熱響應(yīng)行為。近年來有多位學(xué)者對(duì)鋼管混凝土柱界面接觸熱阻進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模分析,結(jié)果表明材料表面熱輻射率是影響接觸熱阻其中一個(gè)重要因素,但是少有學(xué)者從熱輻射率的角度對(duì)鋼管混凝土柱在火災(zāi)下的熱響應(yīng)行為進(jìn)行研究,因此進(jìn)行火災(zāi)下鋼管混凝土柱的熱輻射特性研究很有必要。本文針對(duì)鋼管混凝土柱在火災(zāi)高溫環(huán)境下的熱輻射特性進(jìn)行研究,主要包括鋼管混凝土柱表面熱輻射率的測(cè)試以及其在火災(zāi)下熱響應(yīng)行為分析,具體研究?jī)?nèi)容和取得的主要結(jié)論如下:（1）基于傳熱學(xué)相關(guān)理論知識(shí),對(duì)火災(zāi)高溫環(huán)境下鋼管混凝土柱熱響應(yīng)行為的影響因素進(jìn)行理論分析,結(jié)果表明獲得鋼管、混凝土材料表面熱輻射率這一參數(shù)的溫度相關(guān)性顯得尤為重要。（2）利用紅外熱像儀對(duì)火災(zāi)高溫環(huán)境... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

央視大樓火災(zāi)Fig.1-1ThefireofCCTVbuilding

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2延至28層，火災(zāi)造成58人死亡；2011年2月3日，沈陽市的一棟37層的星級(jí)酒店B座樓11層發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)在7小時(shí)后才被上千名消防官兵有效控制，這次火災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)9384萬元；2013年1月6日，上海市某農(nóng)產(chǎn)品中心批發(fā)市場(chǎng)發(fā)生大火，這場(chǎng)大火造成了18人死傷；同年6月3日，吉林爆發(fā)“6.3”重大火災(zāi)事故，該次事故共造成200多人死傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.8億；2015年7月11日，湖北武漢紫荊家園住宅樓發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)造成7人死亡，12人受傷；2017年6月14日凌晨，倫敦一棟高層公寓樓發(fā)生特大火災(zāi)，火災(zāi)的救援行動(dòng)一共動(dòng)用了幾十輛消防車、兩百多位消防員，經(jīng)濟(jì)損失巨大。因此高層及超高層建筑耐火性能值得人們關(guān)注，有必要對(duì)鋼管混凝土構(gòu)件在火災(zāi)下的熱響應(yīng)行為進(jìn)行研究。如圖1-1、1-2分別是央視大樓火災(zāi)與英國(guó)倫敦高層公寓火災(zāi)的圖片。圖1-1央視大樓火災(zāi)Fig.1-1ThefireofCCTVbuilding圖1-2英國(guó)倫敦火災(zāi)Fig.1-2ThefireinLondon,UK在火災(zāi)環(huán)境下，鋼管混凝土構(gòu)件主要存在兩部分交界面?zhèn)鳠幔翠摴芡獗谂c火災(zāi)環(huán)境的傳熱以及鋼管混凝土構(gòu)件接觸面的傳熱。鋼管外壁與火焰之間的傳熱是一種在

第1章緒論3高溫狀態(tài)下進(jìn)行的能量傳遞，在很大程度上以熱輻射為主[5]。圖1-3鋼管外壁與火焰的傳熱形式Fig.1-3Heattransferformofsteelpipeouterwallandfireenvironment鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的這種特殊的組合形式，一方面綜合了兩種材料的優(yōu)勢(shì)，使其揚(yáng)長(zhǎng)避短相互彌補(bǔ)，另一方面它也存在新的問題：即在構(gòu)件的交界面也會(huì)衍生出界面性能的復(fù)雜性。在火災(zāi)高溫環(huán)境下，鋼管與混凝土交界面會(huì)因接觸不緊密存在接觸間隙而產(chǎn)生接觸熱阻，而接觸熱阻的大小是由多種因素引起的，如兩種材料的變形不協(xié)調(diào)，兩種材料交界處的粘結(jié)力降低，以及兩種材料交界面處充斥著核心混凝土中的蒸發(fā)出來的水汽等。計(jì)算時(shí)不能忽略接觸熱阻的存在，原因在于接觸熱阻的存在減少了鋼管傳向核心混凝土的熱流，使得鋼管的升溫速度加快而混凝土的升溫速度放慢。因此如果計(jì)算中不考慮接觸熱阻，將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符，從而導(dǎo)致計(jì)算得到的鋼管溫度偏低，而計(jì)算得到的核心混凝土溫度偏高，因此計(jì)算時(shí)考慮鋼管與核心混凝土界面接觸熱阻是十分有必要的。在火災(zāi)作用下，鋼管混凝土構(gòu)件交界面的界面接觸熱阻是隨溫度而變化，從微觀上看，它并不是完全接觸的，因此界面接觸熱阻主要體現(xiàn)的表現(xiàn)形式為導(dǎo)熱熱阻和輻射熱阻[6]-[8]。其中導(dǎo)熱熱阻值的影響因素包括鋼管與混凝土之間的間隙寬度以及空氣導(dǎo)熱系數(shù)，這兩者是隨溫度變化的變量；輻射熱阻值與鋼管以及混凝土界面的熱輻射率有關(guān)，同樣兩者的熱輻射率也是隨溫度變化的變量�？梢�，要想準(zhǔn)確建立接觸熱阻的非線性模型，就必須準(zhǔn)確地得到這幾個(gè)變量與溫度的關(guān)系，近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了較為深入的研究，但對(duì)于接觸熱阻非線性模型的建立過程中的材料表面熱輻射率這一變量的研究卻很少，且大多數(shù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬都是直接取一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]材料表面發(fā)射率測(cè)量技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉波,鄭偉,李海洋.  紅外技術(shù). 2018(08)
[2]利用紅外測(cè)溫技術(shù)檢測(cè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)[J]. 莊金迅,高超,張九紅.  新型建筑材料. 2017(09)
[3]紅外測(cè)溫精度的影響因素及補(bǔ)償方法的研究[J]. 廖盼盼,張佳民.  紅外技術(shù). 2017(02)
[4]建筑外墻傳熱系數(shù)紅外熱像儀測(cè)定分析[J]. 褚廷明,白莉,常文濤.  吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]鋼混凝土界面接觸熱阻試驗(yàn)研究[J]. 張宏濤,徐冰,白玉星,雙妙.  土木建筑與環(huán)境工程. 2015(02)
[6]鋼管混凝土組合平面框架結(jié)構(gòu)熱—結(jié)構(gòu)耦合分析[J]. 劉瀟,尹燕.  山西建筑. 2014(15)
[7]摻雜成分對(duì)鋼表面光譜發(fā)射率的影響[J]. 劉中山,于坤,王文寶.  河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
[8]圓形鋼管混凝土柱中鋼-混凝土界面接觸熱阻的理論分析[J]. 張江彬,徐趙東,韓金生,李杰.  建筑結(jié)構(gòu). 2011(01)
[9]接觸熱阻及熱濕耦合作用對(duì)火災(zāi)下鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)影響的研究[J]. 張江彬,徐趙東,韓金生,孫晟.  工程力學(xué). 2010(09)
[10]鋼管混凝土柱抗火性能研究[J]. 韓金生,董毓利,徐趙東.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2009(S2)

碩士論文
[1]火災(zāi)作用下鋼管混凝土柱接觸熱阻非線性模型研究[D]. 邵麟捷.西南科技大學(xué) 2017
[2]近環(huán)境溫度下材料發(fā)射率測(cè)量方法的研究[D]. 顧喆涵.中國(guó)計(jì)量學(xué)院 2015
[3]高溫下鋼管混凝土接觸熱阻研究[D]. 雙妙.北方工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3542628