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研究生： 張鈞閔
Chang, Chun-Min
論文名稱： 防火漆塗覆實尺寸H型鋼梁火害試驗之數值模擬研究
The Numerical Simulations for the Fire Tests of the Full-Scale H-Shaped Steel Beams Coated with Fire-Retardant Paint
指導教授： 鍾興陽
Chung, Hsin-Yang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年： 2025
畢業學年度： 113
語文別： 中文
論文頁數： 269
中文關鍵詞： 鋼梁 、防火漆 、耐火性能 、火害試驗 、非線性有限元素法
外文關鍵詞： Steel Beam, Fire-Retardant Paint, Fire-Resistant Performance, Fire Test, Nonlinear Finite Element Method
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    • 摘要 I Extended Abstract III 誌謝 IX 目錄 XI 表目錄 XVI 圖目錄 XIX 符號表 XXVI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 3 1.3 研究方法 4 1.4 論文架構 6 第二章 文獻回顧 9 2.1 前言 9 2.2 膨脹型塗層之高溫行為相關研究 10 2.3 鋼結構火害行為之相關研究 11 2.4 FDS動態火場模擬之相關研究 14 第三章 防火漆塗覆H型鋼梁之火害試驗 17 3.1 前言 17 3.2 H型鋼梁試體設計與製作 17 3.2.1 材料選用 18 3.2.2 試體製作 19 3.3 加載H型鋼梁試體之火害試驗 20 3.3.1 位移計與加載桿配置 20 3.3.2 熱電偶配置 20 3.3.3 火害試驗步驟 20 3.3.4 終止條件 21 3.4 火害試驗結果 22 3.4.1 前言 22 3.4.2 一小時耐火時效試驗結果 23 3.4.3 二小時耐火時效試驗結果 24 3.4.4 小結 26 第四章 有限元素分析與FDS分析之概述 47 4.1 有限元素分析理論 47 4.1.1 工程與真實應力-應變轉換 47 4.1.2 材料破壞準則 49 4.1.3 大變形結構分析 49 4.1.4 熱傳分析 51 4.1.5 接觸方式 53 4.1.6 元素種類 56 4.1.7 迭代收斂性 57 4.2 FDS分析 59 4.2.1 FDS介紹 59 4.2.1 FDS分析模型建立流程 60 第五章 防火漆塗覆H型鋼梁火害試驗之數值模擬分析 65 5.1 有限元素分析模型建立 65 5.1.1 基本假設 65 5.1.2 材料參數 66 5.1.3 接觸設定 70 5.1.4 邊界條件 71 5.1.5 定載升溫分析設定 72 5.1.6 網格劃分與元素選擇 73 5.1.7 後處理 75 5.2 鋼梁平均溫度擬合法 76 5.2.1 一小時防火漆鋼梁試體之等效鋼梁溫升曲線 78 5.2.2 二小時防火漆鋼梁試體之等效鋼梁溫升曲線 80 5.3 FDS之高溫爐建立與鋼梁模型火災模擬 81 5.4 分析方法 84 5.4.1 數值模型分類與名稱 84 5.4.2 EQT-FEM等效平均溫度定義法 86 5.4.3 FDS-FEM順序耦合分析法 87 5.5 分析求解 89 第六章 試驗與分析結果比較 137 6.1 前言 137 6.2 加載梁試驗模型之分析結果與比較 137 6.2.1 LB1-FE-EQT模型 137 6.2.2 LB2-FE-EQT模型 141 6.2.3 小結 144 6.3 加載梁FDS模型之分析結果與比較 144 6.3.1 LB1-FE-FDS模型 144 6.3.2 LB2-FE-FDS模型 149 6.3.3 小結 152 6.4 加載梁數值模型分析結果比較 153 6.4.1 一小時耐火時效防火漆模型分析結果之比較 153 6.4.2 二小時耐火時效防火漆模型分析結果之比較 158 6.4.3 小結 162 第七章 結論與建議 225 7.1 結論 225 7.2 建議 230 參考文獻 233

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