膜结构体育馆抗火性能分析

膜结构,作为一种历史悠久的结构形式,随着现代材料、计算机等技术的发展,逐步从临时性建筑进入永久性建筑的行列。其造型美观、经济性等特点,使得膜结构建筑日渐被人们所重视。近年来,膜结构在中国的发展也日益壮大,水立方国家游泳馆利用ETFE膜材,以膜结构形式造就了奥运场馆的独特魅力。在我国,上世纪70年代起开始有一些科研单位和工作者进入膜结构领域的研究,建立了一定的技术储备,并逐步的建成了青岛颐中体育场、杭州游泳馆、郑州航海体育场等一批大型体育场馆的膜结构,但是由于膜结构技术在我国起步相对较晚,所以目前我国膜材料技术,膜结构设计技术与日本、德国、美国等国家还有一定的差距。我国的科研技术人员需要对膜材的研究、膜结构设计软件的研发等技术引起重视,注重这些技术的创新和改革。

在各种火灾类型中,建筑火灾造成人员的伤害和财产的损失最为严重,膜结构作为一种新的建筑形式,目前对此类结构的耐火性和火灾研究还比较少,本文根据实际项目为基础,利用Pyrosim和Abaqus等软件对火灾燃烧和火灾对结构的影响进行模拟,得出相应结论。其中利用Pyrosim软件建立所研究膜结构体育馆的模型,在模型的内部布置测点,得到得到了烟气流动及分布规律,CO浓度以及火灾中各点能见度等,并得到火灾中各点温度场数据用于后续分析研究,后对膜结构体育馆进行简单的火灾性能化分析。在Pyrosim模拟分析结果的基础上,本文利用Pyrosim模拟计算中所得到的温度场数据和温度变化曲线来进行下一步的分析,在Abaqus中建立局部膜结构的模型,对有索和无索两种情况下膜体的温度变化和应力应变进行对比分析和总结。在此研究的基础上,希望能够进一步研究膜结构在更多种火灾情况下膜体的应力应变,并可以把研究的范畴扩大至更多种类的膜材和更多种类的膜结构。本文的研究还需要进一步的延伸。希望能够使更多的人对膜结构这一建筑形式有更多的理解。

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