特长公路隧道排烟道牛腿温度场研究.pdf

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1、第7卷第3期铁道科学与工程学报Vo1．7NO．32010年6月JOURNALOFRAILWAYSCIENCEANDENGINEERINGJune201O特长公路隧道排烟道牛腿温度场研究徐志胜，杨刚，吴德兴，李伟平(1．中南大学防灾科学与安全技术研究所，湖南长沙410075；2．浙江省交通规划设计研究院，浙江杭州3113006)摘要：以特长公路隧道集中排烟道为研究背景，利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立计算模型，对火灾情况下无防火涂料保护和有防火涂料保护的排烟道牛腿的温度场分别进行分析，获得排烟道牛腿不同工况下温度场的分

2、布规律，计算结果与试验结果较吻合，为进一步深入研究排烟道牛腿在火灾情况下的力学性能创造了条件。关键词：ANSYS；排烟道；牛腿；数值模拟；温度场中图分类号：TU967文献标志码：A文章编号：1672—7029(2010J03—0082—05Researchontemperaturefieldofsmokeshaftcorbelinextra——longtunnelsXUZhi-sheng，YANGGang，WUDe．xing，LIWei．ping(1．InstituteofDisasterPreventionSciencea

3、ndSafetyTechnology，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．ZhejiangProvincialInstituteofCommunicationsPlanning，Design＆Research，Hangzhou310006，China)Abstract：Basedonthebackgroundofcentralexhaustsysteminextra—longhighwaytunnels，thetemperaturefieldofsmokeshaftco

4、rbel，withandwithoutfireretardantcoatings，wasresearchedwithfiniteelementanalysissoftwaI~ANSYS．ThetemperaturefielddistributionlawofsmokeshaftcorbelWasachievedindiferentcondi—tions．Theresultsshowthatthenumericalresultsareingoodagreementwiththeexperimentaldata，whichpro

5、—videsconditionsforfurtherstudyonmechanicalpropertiesofsmokeshaftcorbelincaseoffire．Keywords：ANSYS；smokeshaft；corbel；numericalsimulation；temperaturefield钢筋和混凝土的力学性能在高温下有不同程应用。因此，开展排烟道牛腿的耐火性能研究就显度的降低，导致由其组成的结构构件和结构整体的得尤为重要。由于与普通钢筋混凝土结构相比，排抗力下降，进而影响结构在火灾中和火灾后的安烟道牛腿由于

6、其处于隧道这一特殊环境内，其火灾全。要了解高温下钢筋混凝土结构的强度和变形时经历的最高温度更高，持续时间更长，国内外对规律，首先必须分析钢筋混凝土结构的温度场。针此开展的研究较少，针对足尺构件的试验研究更对钢筋混凝土结构在高温下的温度场的理论与试少。本文通过传热学基本原理，并结合试验结果，验研究，国内外工程技术人员进行了大量研采用有限元软件ANSYS对火灾情况下无防火涂料究l】J。国内对于特长隧道独立排烟道集中排烟保护和有防火涂料保护的排烟道牛腿的温度场分方式还没有工程应用，对于其在火灾下及火灾后的别进行分析，得出两种工况下

7、排烟道牛腿内的温度安全性关键参数还没有研究，限制了该技术的推广场分布规律，为进一步深入研究独立排烟道牛腿在收稿日期：2010—04—23基金项目：浙江省科技厅项目(2008C13041—2)作者简介：徐志胜(1962一)，男，山东安丘人，教授，博士生导师，从事土木工程防灾减灾、消防工程研究第3期徐志胜，等：特长公路隧道排烟道牛腿温度场研究83火灾情况下的力学性能打下了基础。1．3温度场计算基本假定假定钢筋和混凝土为各向同性材料，各方向导1温度场分析的基本原理热系数相同；假定构件内没有热量生成，不考虑构件内水分蒸发的影响；假定

8、构件受火面受热均匀，构件两侧面为绝热条件。通常某一瞬间物体内部各点温度的大小，称为物体在该时刻的温度场，它是时间和空间坐标的函数。由于钢筋和混凝土的热工参数在温度作用下2高温下材料的热工参数不是常数，而是与温度有关的函数，因此，构件内各2．1导热系数A，截面的热传导问题是非线性的瞬态问题，