不同截面形式城市综合管廊火灾烟气特性CFD模拟分析

城市综合管廊也称为共同沟,是建造于地下隧道空间,将多种市政管线集于一体的现代化、集约化城市基础设施.和传统的管线直埋方式相比,综合管廊具有改善城市环境,减少道路反复开挖,便于管线维护等优点,已被越来越多的城市所采用.另一方面,针对不同类别市政设施,需要采用不同截面形式的综合管廊,而不同截面形式综合管廊的火灾烟气特性不尽相同,在控制火灾烟气方面应确定不同的通风风速,并选择采用相应通风设备.     

城市地下综合管廊常见运维灾害及对策研究

城市地下综合管廊作为现代化城市建设中不可或缺的一种重要基础设施,是保持城市能量流、物质流及信息流畅通的众多生命线之家,然而可以预见大量的灾害将成为其正常运行的严重威胁。在对国内外城市地下综合管廊灾害事故统计分析的基础上,结合与之具有一定程度相似性的市政管线(或隧道)及其他类型运营隧道灾害,系统划分了其运维期灾害类型,并对自然灾害、技术灾害和人为灾害类型进行了细分,提出了其运维期灾害防控的基本原则。在此基础上,重点分析总结了综合管廊火灾和震害的产生机理和应对措施;还就人为灾害、渗漏水问题、不均匀沉降以及环境安全问题及其对策进行了研究。研究成果可为运维期综合管廊减灾防灾提供参考。     

基于CFD模拟分析的城市综合管廊火灾特性研究

城市综合管廊也就是通常所指的城市共同沟,是在地下建造的一个隧道空间,将多种市政管线集于一体.作为21世纪新型城市市政基础设施建设的重要标志之一,城市综合管廊已被越来越多的城市采用.城市综合管廊作为不经常下人的管道,一旦发生火灾事故,通常不会造成人员伤亡,但是火灾造成的高温和烟气会沿着管沟迅速蔓延,且因为该类管廊位于地下,发生火灾时不易被发现,火灾危险性较大.     

不同截面形式城市综合管廊火灾结构损伤数值模拟

采用当前方法对火灾下城市综合管廊结构损伤进行数值模拟时，得到模拟结果与实际结果之间的误差较大，存在模拟精准度低的问题，为此该文提出不同截面形式城市综合管廊火灾结构损伤数值模拟方法。首先构建城市综合管廊结构的土体弹塑性本构模型，然后对城市综合管廊结构进行静力分析，同时采用FDS火灾模拟软件在土体弹塑性本构模型的基础上通过网格划分、设定初始条件及边界条件，构建城市综合管廊结构有限元模型，最后通过构建的有限元模型对火灾下不同截面形式的城市综合管廊结构损伤进行数值模拟。实验结果表明，火灾温度梯度在结构径向中较大，城市综合管廊火灾结构在火灾下的损伤数值可控制在一定范围内的，所提方法的模拟精准度较高。     

燃气爆炸作用下地下综合管廊动力响应模拟

针对地下综合管廊结构的抗爆性能,依托某工程实例,建立综合管廊结构在燃气爆炸荷载作用下的三维有限元模型,确定燃气爆炸荷载曲线及其在地下管廊上的加载方式,分析了地下管廊在燃气爆炸荷载作用下的动力响应,讨论了燃气爆炸荷载峰值、持时等主要参数对地下管廊衬砌动力破坏特征的影响。结果表明,燃气爆炸荷载作用下,管廊衬砌的损伤破坏具有局部性和弱传递性;当超压峰值小于0.2 MPa,管廊损伤程度不大;随燃气爆炸荷载峰值的增大,管廊衬砌的损伤程度逐渐加重,达到0.7 MPa时,即便较短持时,燃气室也将出现明显破坏;随燃气爆炸荷载持时的增大,管廊结构损伤破坏加重;相同冲量时,荷载达到峰值时间越短,管廊衬砌的损坏范围和损伤程度越大。     

间歇或连续运行下能源管廊热力响应特性现场试验∗

能源管廊作为能源地下结构的重要形式之一，不仅可以经济高效地提取浅层地温能，而且可以调控地下综合管廊温度、降低运维成本。依托南京雨花台区软件谷杆线迁移地下综合管廊工程，在管廊的底板、侧板及顶板内埋设换热管形成能源管廊，实测换热系统进/出口水温、底板温度及热致应力等变化规律，探讨间歇或连续运行模式下，能源管廊系统运行过程中的换热效率及管廊结构热力响应性能。研究结果表明，与连续运行模式相比，间歇(12 h)运行模式下能源管廊换热效率基本不变、管廊结构热致应力可以减少约 50%；间歇(12 h)或连续运行模式下，换热效率分别为 83.6和 82.5 W/m2 ，底板热致应力分别为 0.63和 1.17 MPa；邻近管廊段产生 0.22 MPa的压应力。     

国内外地下综合管线廊道发展的现状、问题及对策

目前,地下综合管线廊道已成为城市可持续发展的重要方向。作者通过对目前国内外综合管线廊道发展的现状分析,指出了其存在的问题,探讨了应采取的主要对策。     

近似Rayleigh地震波作用下地下综合管廊响应分析

地下综合管廊是一种重要的生命线基础设施,目前对其抗震性能的研究还处于起步阶段。由于属于浅埋地下结构,故地震波中的面波、尤其是Rayleigh波可能会成为地下综合管廊破坏的控制因素。本文根据简谐Rayleigh波的特点,提出了近似Rayleigh地震波的概念,并在假定已知Rayleigh波水平分量的情况下,利用傅里叶变换求得近似Rayleigh地震波场。采用三维有限元模型,对地下管廊结构进行了地震响应分析。分析结果表明:本文建议方法可以有效地模拟波动的传播过程;地下综合管廊结构的变形以整体弯曲变形为主;结构顶面应变约为对应底面位置应变的两倍,与Rayleigh波沿深度衰减的规律相类似。     

装配式综合管廊光纤智能螺栓受力原型试验研究

掌握装配式综合管廊的螺栓节点在土体回填、加载、卸载等工况中所承受的应力变化,对于准确评价管廊施工和运营期的稳定性有着重要的作用。针对常规的监测手段难以满足综合管廊在施工及运营期间安全监测要求的瓶颈,基于开发的光纤光栅(FBG)智能螺栓应力计,对南京江北新区某综合管廊的建设过程进行原型试验研究。 现场监测结果表明：FBG 螺栓应力计监测数据与管廊的连接位置、施工工况、堆载大小及位置等有关。在管廊上部堆载从 0 增加至 4 000 kN 的过程中,FBG 螺栓应力计测试数据处于安全阈值,表明其具有足够的螺栓预紧度;根据相关规范,螺栓所受的最大应力满足设计使用要求,保证了管廊结构的承载力处于安全范围。本研究充分验证了光纤传感技术在装配式综合管廊受力变形监测中的有效性,未来值得推广应用。     

基于土体等效线性黏弹性模型的地下综合管廊地震响应

以大连旅顺新区地下综合管廊工程为研究背景,利用ABAUQS有限元软件,建立了三维有限元模型,土体与管廊结构采用了三维实体全积分单元,采用等效线性黏弹性模型来模拟土体的动力非线性特性、线弹性模型模拟管廊结构。数值模拟考虑了土-结构相互作用,模型四周及底边设置黏弹性边界,地震动以等效节点力的形式输入,研究管廊在Kobe地震波四种不同地震动强度水平向(X向)作用下的结构响应,研究表明:(1)震中及震后管廊的应力、位移、相对位移都随地震动强度的增大而增大,在地震过程中,管廊的应力、位移最大值在0.05 g时为1.545 MPa、0.034 95 m, 0.10 g时为3.061 MPa、0.068 57 m, 0.15 g时为4.599 MPa、0.103 23 m, 0.20 g时增加到5.572 MPa、0.135 45 m。(2)震中及震后管廊的应力比、位移比说明了土体在大震中发生了更大的不可恢复的变形,也说明了管廊等地下结构的地震破坏主要是由土体变形引起。(3)管廊中隔墙上端部、下端部为管廊的抗震薄弱位置,在进行管廊抗震设计时,应采取有效措施提高这些部位的抗震性能。     

基于微粒群算法的供水管网抗震优化设计

以管网年费用折算值为优化目标、管网拓扑结构与管径为优化参数、管网节点最低可靠度为约束条件,建立了供水管网抗震优化设计模型。利用微粒群算法对这一模型进行了求解,该算法以管网作为微粒个体,通过不断地更新微粒的位置来搜索最优的管网结构,直到最后给出优化的管网结构。利用上述方法对一典型供水管网进行了抗震优化设计分析,给出了3种不同节点最低可靠度约束条件下的优化改造方案。     

火灾模型对钢交错桁架结构性能化抗火设计的适用性分析

对目前性能化防火设计中常用的4种火灾作用模型进行了分析和总结,并运用这4种模型对钢结构交错桁架在火灾时的热环境进行了模拟,分析不同火灾作用模型下该体系的结构响应,研究不同火灾作用模型对交错桁架结构性能化抗火设计的适用性。研究表明:火源功率、火灾载及火灾持续时间等因素对钢结构交错桁架的抗火分析具有重要影响。国际标准升温曲线和参数化室内升温曲线不考虑火源功率、建筑通风口等因素,缺乏针对性,分析结果偏于保守;区域模型所得温度偏低,不宜用于交错桁架结构的性能化抗火设计;场模型考虑了火源功率及环境温度分布的不均匀性,和实际火灾较接近,计算结果相对较为准确,可用于结构的性能化防火设计。     

城市火险预警中的火源综合指标的探讨

提出将环境气象因素与火源综合指数分离的方式建立城市火险预警方程的方法，并分析讨论了南京市1991～1996年的火源综合指数的变化特征。分析结果表明火源综合指数有显著的季节变化，并且随着城市的结构和规模及消防措施的改变，火源综合指数存在着年际的趋势变化。     

流体参数对埋地管道破坏的影响分析

在考虑流固耦合和断层活动作用的情况下,应用ADINA中流固耦合分析求解器ADINA-FSI,建立了埋地管道破坏分析的有限元模型,介绍了固体模型和流体模型的建模过程以及流固耦合计算过程、断层位移荷载加载和约束的实现以及模型参数选择等。依据计算结果,分析了管内介质及流速等参数对管道破坏的影响。管道内输送的介质密度和流速越大,管道越易破坏,故在埋地管道设计中应充分考虑管内介质的密度与流速。针对计算结果,提出了几点认识和建议。     

向性能化防火规范转变应注意的几个问题

介绍了性能化建筑防火规范产生的背景以及国内外的发展概况。在对国外一些性能化经验进行总结的基础上,重点从建筑物防火安全水平的量化、性能化设计的不确定性、性能化设计方案的验证以及性能化文件的编制和性能化建筑设计、施工到使用各个环节的连续性等方面,讨论了从处方式防火规范向性能化防火规范转变时应该注意的几个问题。结合中国的具体情况,指出其在发展性能化规范中应着力解决的几个问题:正确处理处方式规范和性能化规范两者的关系;积极推动消防相关产品的发展;解决资金来源,加大经费投入;制定工程惯例或设计导则等。     

The Protection of China's Ancient Cities from Flood Damage

Over many centuries, the repeated and serious flooding of many of China's ancient cities has led to the development of various measures to mitigate the impact of floods. These have included structural measures, such as the construction of walls, dams and dykes, with tree planting for soil consolidation; installation of drainage systems and water storage capacity; the raising of settlement levels and the strengthening of building materials. Non-structural measures include warning systems and planning for emergency evacuation. Urban planning and architectural design have evolved to reduce flood damage, and government officials have been appointed with specific responsibilities for managing the flood control systems. In view of the serious consequences of modern neglect of these well-tried methods, this paper examines China's historical experience of flooding and demonstrates its continuing relevance for today. A brief historical survey is followed by a detailed discussion of various flood prevention measures. The paper is illustrated by city plans from ancient local chronicles.     

大城市土地利用优化与抗震防灾规划

随着城市人口的增加和工业化、城镇化水平的提高，导致非农建设用地需求增大，人地矛盾日益突出，盲目增加建设用地需求量，会增大城市的危险性系数。采用地理信息系统技术，在分析北京市地震烈度对土地影响的基础上，对土地利用的数量结构和空间结构进行了优化，以实现对土地资源的合理利用、安全规划和优化配置。     

多国钢结构抗火规范关于受弯构件计算方法的比较与分析

为了研究受弯构件的抗火性能,及对国内外目前的受弯构件抗火设计方法有一个系统的了解,介绍了中国、美国、欧洲、英国和澳大利亚的钢结构抗火设计规范关于受弯构件的计算方法,并对它们的区别和联系进行了分析。设计了一个算例,分别采用不同的规范计算了其临界温度和耐火极限。经对比分析表明:各国规范的计算结果差别较大,相同条件下,澳大利亚规范计算得出的临界温度较低;无防火保护层时,英国规范计算得出的耐火极限较高,而有保护层时,美国规范计算得出的耐火极限较低。     

对现代城市防洪的一些思考

城市现代化建设和经济的快速发展，及随之日益增长的城市洪涝灾害损失，对现代城市防洪工作提出了更高的要求，体现了城市防洪的重要性。探讨了现代城市防洪工作的内涵，和应采用的先进防洪技术。     

唐山市地震影响系数分布研究

地震影响系数是构建地震反应谱的最重要参数之一,也是抗震房屋设计和减灾的基础,唐山市地震影响系数的分布受到场地条件、基岩条件和特殊地质现象等诸多因素的共同影响。通过分析唐山市地震影响系数分布的主要影响因素,得到影响唐山市地震影响系数分布的主要指标。考虑各指标与地震影响系数之间的非线性关联关系,应用人工神经网络方法构建了唐山市地震影响系数分布预测模型。根据实际资料,确定了模型的参数和多个系数矩阵,计算和分析了综合考虑场地和基岩等诸多条件的唐山市地震影响系数分布,并对唐山市的抗震设防规划提出了几点建议。