浮法玻璃热破裂行为研究

发布时间：2022-02-24 02:31

　　玻璃广泛应用于现代建筑,在火灾环境下建筑玻璃破裂脱落等行为会带来新的通风口和火势蔓延通道从而带来更大的危害。为了更好的了解火灾环境下影响玻璃破裂的各种因素,搭建了模拟火灾环境下玻璃破裂行为实验台并设置了多种实验工况,运用实验和数值模拟的方法分别从宏观和微观角度对玻璃在火灾环境下的破裂行为进行了研究。本文选取了建筑最常用的浮法玻璃作为研究对象,首先对四边遮蔽、左右竖直遮蔽、上下水平遮蔽和全隐框四种不同遮蔽方式玻璃幕墙实施热辐射实验,利用火源热释放速率、玻璃首次破裂时间、裂纹扩展行为、脱落现象以及裂纹起裂位置等重要参数,得到四边遮蔽的玻璃最容易发生破裂,半隐框玻璃幕墙相比四边遮蔽玻璃幕墙具有更好的防火性能;对于全隐框玻璃而言,火源位置的变化会对防火性能有显著的差异。其次对比研究了常见的四点支撑方式和四边遮蔽方式幕墙的热破裂行为,发现框支撑玻璃破裂位置一般位于温度差最大遮蔽边处,而点支撑起裂位置是在支撑点处。调整火源在玻璃表面中心与玻璃厚度方向之间的距离,结果表明在破裂临界位置内两种支撑方式裂纹的复杂程度与位置有密切关系,火源位置近,玻璃裂纹形态复杂、数量多且有大量交叉裂纹和裂纹孤岛的形成。... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外对玻璃幕墙火灾研究现状
        1.2.1 实验研究
        1.2.2 理论研究
        1.2.3 数值模拟研究
    1.3 研究内容与研究目标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 实验台及实验设计
    2.1 实验台的搭建
        2.1.1 热辐射系统
        2.1.2 玻璃幕墙系统
        2.1.3 测试系统
    2.2 实验工况介绍
        2.2.1 不同支撑方式实验工况
        2.2.2 不同火源位置实验工况
    2.3 实验设计说明
        2.3.1 实验目的
        2.3.2 实验步骤
    2.4 本章小结
3 不同支撑方式下浮法玻璃热破裂行为研究
    3.1 引言
    3.2 框支撑不同遮蔽方式实验结果与讨论
        3.2.1 火源热释放速率
        3.2.2 不同遮蔽方式下首次破裂时间分析
        3.2.3 玻璃表面温度与空气温度
        3.2.4 裂纹演化过程分析
        3.2.5 破裂行为以及遮蔽方式对脱落的影响
    3.3 框支撑与点支撑玻璃幕墙热破裂行为对比研究
        3.3.1 破裂时间
        3.3.2 玻璃表面和空气温度
        3.3.3 热释放速率
        3.3.4 裂纹扩展行为
    3.4 本章小结
4 火源位置变化对浮法玻璃热破裂行为影响
    4.1 引言
    4.2 实验结果对比与讨论
        4.2.1 火源位置对不同支撑方式首次破裂时间的影响
        4.2.2 不同支撑方式破裂时温度比较
        4.2.3 不同支撑方式的裂纹起裂方式
    4.3 本章小结
5 浮法玻璃微破裂行为数值模拟研究
    5.1 引言
    5.2 .离散体中的热力学模型
        5.2.1 热传导方程
        5.2.2 热管热阻与材料热传导率的关系
        5.2.3 热力耦合计算
    5.3 浮法玻璃离散元模型建立
        5.3.1 颗粒流基本原理
        5.3.2 几何模型的建立及参数的确定
        5.3.3 火灾高温载荷
        5.3.4 分析和交互的定义
    5.4 玻璃微裂纹破裂分析与讨论
        5.4.1 高温载荷作用下玻璃微观破裂形态
        5.4.2 玻璃破裂过程中微裂纹的演化特征
        5.4.3 高温荷载作用下玻璃微裂纹扩展机理
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3641793