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房屋安全管理方法及木结构抗火性能研究

销售价格: 150元/篇 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis 编辑:若诗 点击次数:186
论文字数:0 论文编号:el2021011715224621784 日期:2021-01-22 19:55 作者:上海论文网
本文是建筑学论文,本文首先对房屋安全评价模型进行了研究,确定了影响房屋安全的21个房屋安全评价指标,建立了房屋安全评价模型,并对公有住房修缮管理内容进行了深入研究。在房屋安全评价指标中,火灾因素对我国现存木结构建筑安全影响较大,我国的消防安全工作形式依旧严峻。为了进一步了解木材的抗火性能,加快绿色木结构建筑的研究进展,本文选取了北京市东城区的实地调研数据,对木构件以及木屋架进行了ABAQUS仿真模拟。通过系统研究,得到了如下结论:(1)并将房屋安全状态分为:安全使用状态、持续关注状态、检测维修状态、紧急预警状态、危险撤离状态五个状态,按照最大隶属度原则确定房屋安全评价等级。并以北京市东城区某住宅楼为评价实例进行了房屋安全评价,评价结果与实际情况较为符合,证明评价方法的可靠性。深入研究了密度对木材炭化的影响。木材呈现密度越小炭化速度越大的特点,并随着燃烧时间的增加木材的炭化速度非线性减小,这与先前的学者研究成果是一致的。

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第1章绪论

 

(1)节约建筑行业耗能,有利于我国社会可持续发展。建筑行业在我国各工业领域中具有举足轻重的位置,关联着人们的生活,影响着人们的住房体验,高质量的房屋建筑物是我国人民的普遍追求。然而我国房屋使用寿命低,频繁的对房屋进行拆建的现象屡见不鲜。据可靠数据显示,建筑行业的耗能量已经达到我国社会的总耗能的30%[7],房地产事业的大批量开发已带来了巨大的能源消耗和大环境污染,可见有效的控制建筑行业耗能量可以节约资源,低碳环保。保护好现有的建筑物延长其使用寿命可以有效地降低耗能,有利于可持续发展,符合我国当前的国情。(2)加快我国房屋安全管理制度化进程。我国现行的房屋安全管理制度不够完善,管理方法较为古老,不能满足人们日益增长的物质文化需求,改变现有房屋安全管理现状,将以往的“重建设、轻管理”变为“重建设、重管理”[8],做好住房建设的各个阶段工作,包括:“决策、勘察、设计、施工、使用、维修、拆迁”等各项工作。以房屋日常维护为重点,做好房屋的定期检查、定期鉴定、日常监督、及时危改四项工作。通过建立高效的房屋安全管理制度,制定合理有效的房屋安全管理方法,使我国房屋安全管理工作逐步走向正轨。

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第2章房屋安全评价方法研究

 

2.1房屋安全平价方法的比较与选择
房屋建筑物使用安全问题涉及广泛,良好的居住环境是当前社会人民赖以生存的物质基础,也是构建社会主义和谐社会的必要条件。自古以来,我国国民一直以“居者有其屋”的心态看待房屋使用问题,一个良好的居住环境对于我国是极其重要的。调研发现,我国建筑行业长期处于“重建设、轻管理”的房屋安全管理状态,忽略了房屋建成后的安全管理问题。本章通过构建合理的房屋安全评价方法,不但能够掌握现有房屋安全状态,降低房屋使用风险率,也能够通过定期的动态房屋安全评价,建立房屋安全管理数据库,为后期房屋安全管理工作提供基础数据支撑。有效的房屋安全管理评价方法能够对房屋安全性能做出准确评价,减少房屋安全事故的发生,对百姓生活的安居乐业具有重要意义。基于上述讨论,层次分析法数据处理繁琐,缺少可操作性,灰色关联度分析法依据专家意见,具有主观性强的特点,BP神经网络法对评价目标的样本数据要求严格,依靠大量样本数据才能得到可靠结果,并不适用于房屋安全评价。其中对评价标准的离散化处理充分运用了事物的模糊属性,且简单的EXCEL数据处理,具有极强的可行性。
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2.2房屋安全状态评价模型
近些年来存在大量业主私自拆除房屋主体结构构件、违规装修等现象,具体表现为拆除室内墙体、擅自破坏卫生间防水层以及水电气等管道设施等行为,严重影响了房屋的使用寿命。为了谋取商业利益,大量的房屋的使用功能被改变,危害了房屋的使用安全。除此之外,火灾、地震、雷击等自然灾害事件的发生也时有发生,即便是没有对建筑物造成表观上的伤害,但对建筑物的安全性和耐久性还是有一定的影响。另外,房屋在使用过程中的定期检测鉴定与维护也对房屋安全性有着重要影响,通过房屋使用者和管理者对房屋定期日常维护以及定期维修检测鉴定,可以发现并及时排除危险源,确保房屋的安全性能,进而延长其使用寿命。房屋的使用历史影响因素具体可归纳为以下五点:(a)房屋已服役年限(b)房屋使用功能改变情况(c)房屋结构变更情况(d)历史灾害事件的记录(e)日常检测、维修情况记录。本章将采用模糊综合评价法对房屋进行安全状态评价,它不仅可以科学地将样本指标对各级指标的相对隶属度,合理的给出其评价等级,而且可以对定性指标与定量指标依据专家意见给出客观评价。

 

第3章房屋修缮管理研究.....................................................................................................32
3.1公有住房的概念及历史变革....................................................................................32
3.2公有住房与普通商品房和租赁房的比较................................................................33
3.3公有住房的修缮管理研究........................................................................................33
第4章木构件抗火性能研究.................................................................................................51
4.1项目简介....................................................................................................................51
4.2ABAQUS简介...........................................................................................................52
4.3参数设置....................................................................................................................52
第5章木屋架抗火性能研究.................................................................................................72
5.1项目简介....................................................................................................................72
5.2材料参数....................................................................................................................73
5.3建立ABAQUS有限元模型.....................................................................................73
5.4模拟结果....................................................................................................................75

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第5章木屋架抗火性能研究

 

5.1项目简介
本文第四章研究了密度对木材炭化速度的影响以及截面形状对木构件梁的抗火性能的影响,并选取了雨儿胡同24号院中最不利承重位置的梁进行了抗火性能分析,可以为我国木结构建筑的防火设计提供理论参考,对我国木结构建筑的保护具有重要意义。为了能够更加深入了解木结构的整体抗火性能,推进我国木结构建筑的防火安全的研究进展,本章选取了雨儿胡同24号院其中一间房屋的木屋架整体为计算原型,运用ABAQUS软件建立木结构的有限元模型,分析檩条和木屋架的耐火时间是否满足抗火要求。本章的计算结果可以为我国现存的木结构的建筑抗火设计和保护提供理论支撑。下图5-1、5-2为雨儿胡同24号院屋架的实景照片及调研照片,5-3、5-4分别是雨儿胡同24号院屋架的剖面图和雨儿胡同24号院的对应平面图。深化房屋使用阶段维修管理问题的重要性,延长房屋的使用寿命。我国的现行房屋安全管理体制均以前期建设为重点,忽视了房屋使用阶段的维修管理的重要性。

 

5.2材料参数
在利用ABAQUS进行数值模拟时,首先按照公式5-1下的升温曲线进行木构件的温度场的计算,保存温度场计算结果文件,后进行木构件的热-力耦合计算,设置两个分析步,分别为step1、step2,step1进行木构件常温下的静力模拟计算,step2中将温度场的计算结果当成是一种荷载施加在step1力学模型上进行热-力耦合计算,与step1的中的力学荷载共同作用于木构件,计算在燃烧60分钟的条件下,木构件是否满足抗火要求。木屋架的具体模型如下图5-5所示。檩条不同时刻跨中截面温度云图如图5-6所示,观察可知,在升温曲线的作用下,随着燃烧时间的增加,构件整体温度持续升高,且呈现由内向外温度不断变大的分布规律,其中构件的受火面温度上升最快且温度梯度变化密集,而木构件内部温度梯度变化缓慢。从檩条的外表面向内观察可知,檩条温度上升的速度不断减小,其内部区域的温度也在不段上升,但上升速度要远远小于外表面,其中心区域的温度高于常温。图5-7为檩条在燃烧60min后的整体温度云图,在燃烧60min时,檩条的外表面温度达到295.1℃,按照英国规范给出的规定,炭化层内线的位置取300℃等温线的位置[63],故本次模拟的误差仅为1.6%,最外表面温度的数值模拟值与规范规定的炭化线处的温度接近。
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结论与展望
(2)通过深入研究,指出了我国现存公有住房存在经营管理秩序混乱、以租养房困难重重、房屋安全管理体制严重老化三个主要问题。并针对我国公有住房房屋安全管理过程中存在的管理经营秩序混乱的问题,以流程图的形式给出直管公有住房平房修缮管理过程中的维修流程、审批与验收依据以及大修的定案依据,可为我国房屋安全管理部门对公有住房修缮管理工作提供参考。并针对我国公有住房修缮过程中的以租养房“入不敷出”问题,给出了以不同屋面类型为分类标准的直管公有住房平房修缮的修缮定额的标准,有利于维修资金的合理利用。(3)方敢志在《传统木结构抗火性能数值模拟分析》[40]中研究了密度对圆形截面木构件炭化速度的影响,本文以此为研究背景,考虑了角点效应,采用矩形截面木构件来研究密度对木材炭化的影响,矩形截面木构件具有明显的边角效应,其角点的炭化速度约为非角点炭化速度的2倍,并依据英国规范推导出了木材燃烧1h的炭化层厚度,确保了ABAQUS模拟的准确性。
参考文献(略)
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