高层与超高层建筑消防救援系统技术创新研究

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1、硕士研究生学位论文摘要I摘要近年来，随着全国各地城市化进程的加快，鳞次栉比的高层及超高层建筑处于快速发展状态，大量的造型别致、内部结构复杂的高层及超高层建筑拔地而起，成了现代化城市的标志之一，缓解了当今社会用地紧张的问题。高层及超高层建筑的不断涌现的同时也带来了许多潜在的问题，城市中的建筑逐渐攀高，高层建筑火灾更是屡屡发生，高层及超高层建筑火灾给人们带来了巨大的经济和精神上的损失。目前国内外现有的消防装备已经不能满足高层及超高层消防救援的需求，因此我们急需研究出一种能够适用于高层及超高层建筑火灾的消防救援装置，一旦研究出

2、便具有非常实际的意义。本文针对高层及超高层建筑消防救援困难的问题设计了一种预埋导轨式的消防救援系统，其特征在于：包括预埋导轨、大轿厢、救援轿厢，所述救援轿厢位于大轿厢的内部，导轨及滑线电缆预埋在建筑物墙体内。所研究的高层及超高层消防救援装置用专用特种运输车辆装载，可以快速抵达现场并能够自行起吊，在人力辅助下可进行快速安装和拆卸；本消防救援系统采用特种运输车辆发电机与滑线式电缆连接为消防救援系统供电，使得本系统具有独立供电能力，不受现场供电状态限制；本救援系统具有完善的安全装置，能够防止轿厢超速坠落及冒顶。本文首先对国内外

3、现有消防救援设备进行分析研究，并结合高层建筑火灾的特点，确定了本套消防救援系统为电力驱动，采用预埋导轨式齿轮齿条啮合的升降工作原理。本研究中消防救援装置的大轿厢与救援轿厢为嵌套结构，分别对大轿厢和救援轿厢的各部分结构、功能及材料选择进行了研究。其次，对消防救援装置的驱动系统组成、选型、布局及与墙体预埋件的快速架设方式进行了研究。本套消防救援装置由运送消防救援装置的特种运输车上的发动机用电缆连接预埋的滑线电缆提供变频调速三相异步电动机电力，来驱动减速器输出轴上的驱动齿轮。驱动齿轮与预埋导轨上的齿条啮合，实现救援装置沿导轨的

4、升降运动。最后，根据上述设计的结构进行虚拟样机建模及动力学仿真。利用SolidWorks软件，从零件、焊接件到装配体对消防救援系统建立三维虚拟样机模型。将SolidWorks软件建立的三维模型导入ADAMS仿真软件进行动力学仿真分析，研究本救援装置运行时受力变化情况和多种工况下两轿厢间的追赶问题。再利用ANSYS软件分别对大轿厢和救援轿厢的桁架结构建模进行结构强度、变形的有限元分析，结果均符合要求。本课题研究成果可以从系统上解决国内外现有消防设备与高层及超高层消防救援不相适应的技术难题，使得消防救援装置能够从建筑物的外部

5、快速爬升到建筑物的任意高度，对建筑物内部火灾点进行灭火并对受困人员实施紧急救援。关键词：高层；超高层；消防救援；预埋导轨；滑线电缆；动力学仿真II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractInrecentyears,thehigh-riseandextra-highbuildingsareintherapiddevelopmentwiththeaccelerationofurbanizationthroughoutourcountry.Agreatnumberofhigh-risebu

6、ildingswithuniquedesignandcomplexinternalstructurecomeout,whichbecomesasymbolofmoderncities,andalleviatestheproblemoflandusecurrently.Therearemanypotentialissueswiththedevelopmentofhigh-risebuildings.Theheightofarchitectureinthecitybecomestallerandtaller.Thefireo

7、ccursfrequentlyinhigh-risebuildings,whichbringabouttremendouseconomicandspiritualloss.Atpresent,existingfireequipmentathomeandabroadisnotabletomeettheneedsofextra-highfirerescue.Therefore,akindoffirerescuedeviceappliedinthefireofhigh-riseandextra-highbuildingsisn

8、eeded.Designofthisdevicehasaverypracticalsignificance.Inthisthesis,akindoffirerescuesystemforthehigh-riseandextra-highbuildingsfirerescuewasdesigned.Itincluded