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1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文溝槽式卡箍消防管道系統(tǒng)抗震性能分析Anti-seismicBehaviorAnalysisofFireProtectionPipeNetworkinGroovedCouplingsStyle作者姓名：高峰工程領(lǐng)域：機(jī)械工程學(xué)號(hào)：41504061指導(dǎo)教師：孫偉教授彭鑠高級(jí)工程師完成日期：2017年12月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要管道系統(tǒng)是消防工程領(lǐng)域的核心組成部分，其位置關(guān)鍵和重要程度高，反映消防工程系統(tǒng)的安全性。在地震災(zāi)害過(guò)程中，建筑物會(huì)因結(jié)構(gòu)承載力不足、結(jié)構(gòu)
2、喪失整體性、地基失效等引起各種破壞，加以不同種類的地震波多點(diǎn)沖擊使得管道系統(tǒng)振動(dòng)極其劇烈，受力性態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律極其復(fù)雜，導(dǎo)致消防管道系統(tǒng)在未達(dá)到預(yù)定壽命指標(biāo)前多處部位出現(xiàn)泄漏破裂的嚴(yán)重工程問(wèn)題。其主要原因是在上述極度情況下很難預(yù)測(cè)管道系統(tǒng)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)及失效模式，在地震波強(qiáng)沖擊情況下很難達(dá)到管道系統(tǒng)的抗震設(shè)防要求。所以，將消防管道系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及抗震性能進(jìn)行分析與研究，具有較大的理論價(jià)值及工程意義。本文以溝槽式撓性卡箍消防管道系統(tǒng)為例，對(duì)其抗震性能展開(kāi)了深入地研究與探討，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：（1）地震作用影響下消防管道系統(tǒng)耗能抗震原理：綜合考慮地震波隨機(jī)振動(dòng)
3、激勵(lì)、粘彈性材料的滯回耗能機(jī)理、撓性卡箍與管端之間的間隙等內(nèi)外部因素的影響，建立橡膠密封圈的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系式、卡箍粘彈性阻尼器的結(jié)構(gòu)恢復(fù)力模型，并提出基于能量守恒原理的能量轉(zhuǎn)化方法，推導(dǎo)消防管道系統(tǒng)的能量反應(yīng)方程與地震運(yùn)動(dòng)微分方程，進(jìn)而分析其耗散地震動(dòng)能量模式，為消防管道系統(tǒng)有限元抗震模擬提供了理論模型基礎(chǔ)。（2）消防管道系統(tǒng)的抗震設(shè)防要求與抗震分析方法：按照我國(guó)建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，基于振型分解反應(yīng)譜及時(shí)程分析法的定義，結(jié)合消防管道系統(tǒng)的構(gòu)造及地震運(yùn)動(dòng)微分方程，建立了多質(zhì)點(diǎn)體系消防管道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型簡(jiǎn)圖，推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)位移計(jì)算公式及擬靜力方程，進(jìn)而揭
4、示了屬于消防管道系統(tǒng)的反應(yīng)譜與時(shí)程分析方法，為消防管道系統(tǒng)的抗震案例分析提供理論方法。（3）消防管道系統(tǒng)抗震性能案例分析：為進(jìn)一步驗(yàn)證本文模型及方法的有效性及實(shí)用性，選取實(shí)際案例，基于ANSYSWorkbench有限元分析軟件，對(duì)本文模型進(jìn)行模態(tài)分析、反應(yīng)譜分析，并分別選取埃爾森特羅、塔夫特、人工模擬合成地震波對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)程分析，對(duì)比反應(yīng)譜分析與時(shí)程分析的結(jié)果，分析模擬結(jié)果是否達(dá)到我國(guó)建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并對(duì)本文模型進(jìn)行抗震實(shí)驗(yàn)，用實(shí)測(cè)的位移與加速度數(shù)據(jù)驗(yàn)證時(shí)程分析模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。關(guān)鍵詞：消防管道系統(tǒng)；卡箍粘彈性阻尼器；反應(yīng)譜分析；時(shí)
5、程分析；抗震實(shí)驗(yàn)-I-溝槽式卡箍消防管道系統(tǒng)抗震性能分析Anti-seismicBehaviorAnalysisofFireProtectionPipeNetworkinGroovedCouplingsStyleAbstractPipenetworkisacorecomponentinfireprotectionengineeringfieldwiththekeypositionandhighimportance,whichcanreflectthesecurityperformanceoffireprotectionengineeringandsyste
6、m.Duringtheearthquakedisaster,thebuildingscancauseseveralkindsofdamagesduetoinsufficientstructuralbearingcapacity,lossofstructuralintegrity,foundationfailureetc.Also,thevibrationofpipenetworkisextremelyseverebecauseofthemulti-pointimpactfromdifferentkindsofseismicwaves.Forthisreas
7、on,thepipingstressstateandmovementlawisextremelycomplex,whichleadstosevereengineeringfaultbytheleakageandbreakdownbeforethescheduledlifeindex.Themaincauseisthatstochasticmotionandfailuremodeofthepipenetworkundertheextremeconditionsarehardtoforecast,whichisextremelydifficulttomeett
8、herequirementsofanti-seismicdesig
