冷弯薄壁型钢结构火灾数值模拟及疏散研究

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近年来，随着科学技术的迅速发展，冷弯薄壁型钢结构得到越来越广泛的应用，但是其耐火性能较差，所以此类建筑物的火灾安全问题日益严峻。如何保障火灾条件下室内人员生命的安全至关重要。传统的调研方法和实验会消耗大量的人力物力财力，并伴有一定的风险。所以，利用计算机软件进行数值模拟来研究火灾的安全疏散问题是目前火灾研究人员普遍采用的方式。　　为了研究冷弯薄壁型钢结构发生火灾时室内火势的蔓延特征和烟气发展规律以及人员如何快速有效地进行人员疏散，本文利用计算机软件模拟分析的方法综合考虑将火势蔓延规律和如何有效建立疏散路径结合起来进行研究，提高解决火灾安全问题的准确性。　　本文选用了合肥某地的冷弯薄壁型钢结构建筑物作为研究的对象。依据提供的CAD图纸给的建筑物及室内家具设备的实际尺寸，使用最新版火灾场模拟软件PyroSim进行合理有效的简化后，建立建筑物的3D物理模型。并且依据国内外的一些火灾经验数据，设定不同的火源位置来模拟不同的火灾工况。之后，通过PyroSim软件中的FDS运算功能来模拟火灾蔓延特征和烟气输运规律，重点研究在各层2m高处、楼梯间及出口处的温度、烟气和能见度的分布状况，分析得出不同工况下火灾危险的临界时间。然后利用疏散模拟软件Pathfinder进行数值模拟，建立各个房间包括楼梯间的疏散模型，设定好参数后进行数值模拟，对人员的疏散规律进行研究，计算各层人员疏散的安全时间，研究人员在疏散过程中的密度与速率，从而分析不同火灾场景下人员能否有效安全在安全疏散时间内逃生。　　最后综合考虑火蔓延规律建立疏散路径保护方法，将各个工况下的火灾危险临界时间和人员安全疏散时间进行对比分析，对建筑物在不同火灾场景特定条件下的疏散性能进行了评估，发展多信息智能诱导动态优化的疏散方案,为城市火灾安全提供技术支撑。

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第一章 绪论

1.1冷弯薄壁型钢结构简介

1.2 研究背景及意义

1.3 国内外相关研究现状

1.4 主要研究内容

1.5 研究方法和技术路线

第二章 火灾过程的计算模拟理论

2.1 火灾科学理论基础

2.2 火灾过程的计算机模拟

2.3 火灾过程的场模拟程序-FDS

2.4 高温下冷弯薄壁型钢的特性

第三章 火灾工况设计

3.1 建筑物概述

3.2 火源辨识及火灾隐患分析

3.3 火灾工况设计的原则及步骤

3.4 火源位置的设定

3.5 火灾增长速率及热释放速率分析

第四章 火灾蔓延过程的数值模拟

4.1 PyroSim建模

4.2模型设置的参数

4.3 主要影响参数

4.4 模拟计算结果与分析

4.5 火灾模拟结果分析

第五章 人员安全疏散的模拟分析

5.1 安全疏散研究的判定标准

5.2 疏散路径

5.3 疏散参数

5.4 疏散时间

5.5 计算模拟分析

5.6 建筑火灾安全性评定及风险评估

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要的科研成果