矩形充氣膜結(jié)構(gòu)抗火性能分析.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士論文矩形充氣膜結(jié)構(gòu)抗火性能分析專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程碩士生：王張萍指導(dǎo)教師：申躍奎副教授摘要充氣膜結(jié)構(gòu)因其質(zhì)量輕、抗震好、施工便捷、綠色環(huán)保、造型柔美等優(yōu)點(diǎn)已被國(guó)內(nèi)外廣泛采用，其中矩形充氣膜結(jié)構(gòu)最為常見(jiàn)。目前，充氣膜結(jié)構(gòu)的研究主要集中在常溫態(tài)的靜力、動(dòng)力性能分析方面，火災(zāi)作用下結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)行為的研究及火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估涉及甚少。本文采用基于場(chǎng)模擬的流體力學(xué)軟件FDS和有限元分析軟件ANSYS對(duì)矩形充氣膜結(jié)構(gòu)火災(zāi)下膜面溫度場(chǎng)分布特

2、性、室內(nèi)煙氣流動(dòng)規(guī)律及結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)行為等進(jìn)行數(shù)值分析，其結(jié)果可為類似工程提供參考。首先，本文選擇場(chǎng)模擬法對(duì)矩形充氣膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行火災(zāi)數(shù)值分析，考慮使用功能的不同，設(shè)置倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)和公共建筑火災(zāi)兩大類火災(zāi)場(chǎng)景。得出不同火源功率、不同火源位置下倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)膜面熱環(huán)境溫度場(chǎng)分布特性，并根據(jù)溫度場(chǎng)沿縱、環(huán)方向分布的均勻性將膜面溫度按區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)化；根據(jù)煙氣流動(dòng)規(guī)律對(duì)不同通風(fēng)口位置下公共建筑火災(zāi)進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估，結(jié)果表明：風(fēng)扇及疏散門(mén)打開(kāi)，室內(nèi)及膜面熱環(huán)境溫度顯

3、著下降，熱煙氣上浮力增加，局部煙氣層高度提高，但室內(nèi)整體能見(jiàn)度下降。其次，選取較不利的火災(zāi)工況進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，得出膜截面及加勁索截面的升溫曲線。最后，根據(jù)膜材及索材升溫曲線，選取火源功率Q=10MW的火災(zāi)工況對(duì)充氣膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行火災(zāi)響應(yīng)分析，分別探討了不同火源位置、不同保溫層厚度及不同索網(wǎng)布置形式下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移、基礎(chǔ)錨固力等力學(xué)特性的變化規(guī)律，并得出有益結(jié)論。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：充氣膜結(jié)構(gòu)；溫度場(chǎng)分布；煙氣流動(dòng)；火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估；熱分析；力學(xué)