含湿量对混凝土结构抗火性能试验影响的探讨

较大含湿量是试验用混凝土结构的一个主要特点。根据火灾试验的特点,在大量调研的基础上,结合作者在试验中的经验教训,对含湿量对混凝土结构抗火性能试验的影响做了阐述,这些影响有关于材料性能的,有关于温度场分布的,有关于混凝土爆裂的,有关于结构变形的,有关于结构耐火极限的。重点分析了含湿量对结构变形的影响,讨论了一些有价值的建议和研究方向,对今后混凝土结构抗火性能试验有较大的借鉴意义。     

混凝土结构高温爆裂风险的模糊综合评价

混凝土在火灾等高温条件下的爆裂,会给整个建筑结构的安全带来严重危害。目前,混凝土结构的高温爆裂风险分析与评价已经成为混凝土结构抗火性能研究的热点,而模糊数学理论是分析此类问题的最有效方法之一。混凝土爆裂现象比较复杂,必须综合考虑材料和外部环境2个方面的因素。选择混凝土强度、水灰比、纤维量、养护湿度、荷载水平和升温速率组成影响因素集,并按各因素的重要性赋以不同的权重,应用模糊数学理论建立混凝土结构高温爆裂风险模糊综合评价模型。先随机选取10个混凝土试样组成待评价爆裂风险的混凝土样本集;然后形成该样本集的指标特征值矩阵,并转换为相应的相对隶属度矩阵;结合权重,可得10个混凝土试样相对5个爆裂风险级别的相对隶属度矩阵;最后,计算出待评价的10个混凝土试样的爆裂级别特征值。爆裂风险预测与试验的结果一致,表明所建立的模型能有效地评价混凝土高温爆裂风险。     

基于混凝土循环剥落的隧道火灾损伤数值模型研究

为研究混凝土高温剥落对隧道衬砌火灾损伤的影响,在现有隧道结构非线性瞬态热—力耦合有限元模型基础上,提出1种在火灾高温条件下混凝土发生剥落的循环算法,以模拟火灾下衬砌结构截面面积的损失,并引入混凝土临界剥落温度的概念,得出基于混凝土循环剥落的隧道衬砌火灾损伤数值模型建立流程。利用该模型对某隧道衬砌结构进行火灾损伤模拟,并与试验结果进行对比验证。结果表明:火灾下隧道混凝土衬砌结构内逐渐增大的热应力是导致普通混凝土高温剥落的主要原因;可将衬砌受火面是否达到临界剥落温度作为隧道发生高温剥落的充分条件进行火灾损伤分析;模型求解所得的数值模拟结果与现场火灾试验数据基本吻合,验证了其可行性;混凝土高温剥落与否对衬砌结构等效温度应力有较大影响,在隧道衬砌结构抗火性能分析过程中应尽量考虑混凝土高温剥落造成的影响。     

考虑抗火性的工业厂房火灾后结构可靠性评级

为更全面地反映火灾对工业厂房可靠性的影响,确保火灾后结构安全性评级的准确性,结合我国火灾后工业厂房可靠性评级的特点,加入抗火性这一特殊指标,将耐火等级、火灾裂缝和变形3个因素作为抗火性的评级指标,并确定抗火性等级划分标准。建立基于Vague集相似度量理论的、考虑抗火性的火灾后工业厂房结构可靠性综合评级模型。将模型应用于5个工程实例。结果表明,评级结果与规范评级法的结果一致;与未考虑抗火性的规范评级法相比,量化后的评级指标不仅评级过程清晰,而且能有效避免人为因素导致评级结果出现的误差。     

紫金山登山道主要树种抗火性研究

比较分析了紫金山登山道两侧主要树种的抗火能力,对紫金山不同立地、区位的森林生物防火林带建设和树种选择进行探讨和分析。利用层次分析法,从树种燃烧特性、生物学和生态抗火特性三个方面对紫金山登山道路两侧32种主要树种的抗火性进行综合评价分析,并利用聚类分析对32种树种的抗火性进行分类。结果表明:石楠、油茶、冬青、栓皮栎、青冈、枸骨、麻栎等12种树种综合抗火性较强;朴树、枫香、黄檀、黄连木等7种树种综合抗火性一般;糙叶树、短叶中华石楠、苦树、山胡椒、紫薇、狭叶山胡椒等12种树种综合抗火性较弱;马尾松综合抗火性最弱。树种抗火性评价的11项评价指标中树叶特性、含水率、树皮特征、热值、树冠结构5项指标对树种抗火性影响较大,综合生物学特征对树种抗火性影响最大。冬青、青冈、女贞等常绿大乔木,石楠、油茶、枸骨、茶树等常绿灌木抗火性较强,可以作为防火树种。糙叶树、短叶中华石楠、苦树、山胡椒、紫薇、狭叶山胡椒、瓜木、构树、鸡爪槭、白檀、青桐、卫矛、马尾松等抗火性差,在森林防火中需要重点防护。     

相对两面受火的方中空夹层钢管混凝土柱耐火极限

在已有设计与实践中,较多关注四面均匀受火的钢管混凝土柱耐火极限的研究。但是通常在实际火灾中,钢管混凝土柱常出现相对两面受火这种非均匀受火情况,且该受火情况下钢管混凝土柱的受力机理与抗火性能与均匀受火情况有所不同。因此以方中空夹层钢管混凝土短柱为研究对象,采用ABAQUS有限元软件建立了方中空夹层钢管混凝土短柱在相对两面受火情况下的抗火分析模型,利用试验验证后的模型对构件耐火极限的影响因素进行了分析,分析结果表明:荷载比是影响方中空夹层钢管混凝土柱耐火极限的主要影响参数,表现为荷载比越大,耐火极限越小。基于参数分析结果,回归了相对两面受火方式下的构件耐火极限简化计算公式,为以后对此类构件耐火极限的研究提供参考。     

37种针阔树种抗火性及其综合评价的研究

本文对福建３７种针阔树种鲜叶含水率、粗脂肪、粗灰分、ＳｉＯ＿２、挥发油含量和燃烧热值、燃点、燃烧速度等１０个因子进行测试，并应用Ａ、Ｉ、Ｄ方法将３７个树种依因子的不同取值范围划分为６个抗火性能等级。其中棕榈，火力构等４个树种为一技，抗火性能最强；毛栲、木荷等９个树种为二级，抗火性强；格氏栲、丝栗栲等１５个树种为三级；抗火性能最差的六级是马尾松、侧柏等３个树种。本研究探讨了南方主要针阔树种抗火性规律，为建立防火林带树种选择提供了理论依据。     

碾压混凝土层面抗剪强度的细观数值研究

碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较为吻合。同时对直剪试验尺寸效应进行研究 ,并给出提高层面抗剪能力的措施。     

建筑结构抗火设计综述

阐述了建筑火灾的危害性,揭示目前我国结构抗火设计的缺点,提出基于计算的结构抗火设计方法,并指明了结构抗火设计方法有待进一步研究的问题。     

混凝土构件的耐久性研究与探讨

混凝土构件是在荷载和其它因素共同作用下工作的,结构的使用荷载和使用环境是共存的,不受力的混凝土耐久性基础研究并不能代表实际构件的耐久性水平。影响构件耐久性的因素很多,本文阐述了荷载与其它因素协同作用下混凝土耐久性研究进展情况,着重介绍了荷载对于混凝土抗碳化、抗盐类侵蚀和水渗透以及抗冻融性能的影响。     

工业典型危险作业场所火灾预防与控制技术研究展望

对国内外在工业典型危险作业场所火灾预防与控制技术的发展进行了综述,介绍了国外的发展重点和趋势以及我国的研究现状,并就我国在这一领域的未来几年的发展趋势进行了展望.     

机械式立体停车库中巷道防火分隔效果研究

使用火灾CFD模拟软件Fire Dynamic Simulator(FDS)建立某机械式立体停车库的火灾动力学模型,研究停车库内巷道的防火分隔作用和巷道顶部的排烟窗对烟气的控制情况。确定了此机械立体停车库的火灾发生概率为0.00786起/年,并调研了车库汽车火灾的热释放速率模型。根据模拟结果,当巷道一侧一辆车着火后,巷道另一侧车辆受到的辐射热流密度为0.6kW/m2~2.0kW/m2,不会引燃巷道另一侧车辆,利用巷道空间作为防火分隔措施是可行的。巷道顶部自然排烟百叶对于控制烟气有着显著作用,在顶层距地面10m高度处,500s时仅起火停车单元及其对面停车单元能见度低于10m,而未开设排烟窗时整个车库能见度均降至10m以下,局部区域在2m以下。     

峡谷地形中森林地表火蔓延实验研究

在峡谷形的受限结构实验台上进行森林火灾实验，燃料采用与林间可物相似的混合物，观测火蔓延过程在这种地型结构中的特点。改变风速，通过温度时间曲线分析林火蔓延过程以及烟气运动的规律，所得到的结果也将为林火模型进一步的建立提供实验依据。     

关于大型商贸市场消防安全设计的探讨

借鉴国内外消防安全设计成功经验,跟踪国际火灾科学研究,探求一种适用于大型商贸市场的消防安全设计。以具体实例为对象,详细分析了该类建筑的建筑特点及火灾的危险性,采用了非常规性的消防安全设计理念,以满足大型商贸市场的现代化经营方式及消防安全的需要,其阐述和讨论结果可为进一步进行消防安全设计提供参考。     

山地林火蔓延模型的研究

建立了有风速有坡度条件下的林火蔓延模型,并进行了模拟山丘条件下的数值计算和实验模拟。通过对计算结果和实验结果的分析比较,获得了模拟山地条件下的一些流场变化规律,为进一步预测林火行为为奠定了基础,同时也证明了采用该模型的必要性。     

火灾科学的发展前景

本文研究了火灾科学的发展前景，指出了火灾科学必然包括各种领域并列举了课题的分类，阐明了每一领域的研究都是防止火灾损失必不可少的。通过分析火灾科学近年来的工作，阐述了火灾研究的现状。大多数研究都是以最近的火灾为背景展开的，虽然其中许多侧重于基础研究，并未针对某一特定火灾。最后本文提出了火灾研究的将来需要。由于未来技术的发展和生活方式的改变有的难以预测，与之紧密相关的未来火灾也难以想象，因此，只能试从当前火灾研究去推测将来。本文认为将来的火灾研究课题大多数为基础研究，虽然它也或多或少与未来火灾有关系。并且预测随着新概念的引入，将来的火灾研究的数据和方法都活发生很大变化。     

CFRP用于火灾后钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究及有限元分析

笔者结合对结构火灾损伤的分析 ,采用有限元分析软件ANSYS对火灾后CFRP加固钢筋混凝土梁荷载与应变、挠度的关系进行了数值分析 ,并与试验结果进行了比较 ,吻合良好。加固后的混凝土梁在钢筋屈服后 ,仍然有一定的荷载容量。这种荷载承受能力可一直持续到结构破坏 ,这主要是碳纤维布在后期发挥的作用 ,用碳纤维布加固受火后的混凝土梁 ,能明显地提高梁的极限承载力 ,在钢筋屈服后对梁的刚度有较大幅度的提高。在挠度的计算中 ,在钢筋屈服后 ,有限元模型由于混凝土的裂缝快速发展 ,刚度下降很大 ,所以挠度在相同荷载下 ,稍大于试验值。这与笔者提出的扰度简化计算公式的计算结果与试验数据十分吻合。用ANSYS对CFRP加固梁进行分析能够达到比较精确的理论分析结果。     

火灾中硅酸盐水泥制品的膨胀爆炸与开裂

本文介绍了四川消防科研所自1972年以来开展的钢筋混凝土建筑构件和建筑材料耐火性能研究工作中关于硅酸盐水泥制品在火灾温度条件下膨胀、爆炸与开裂方面的实验研究情况。通过对有关各类以硅酸盐为重要成分的建筑构件和制品的反复试验研究与理论分析，初步掌握了一定程度的膨胀、爆炸以及开裂的物理、化学变化特征。着重指出了应用于建筑中的硅酸盐水泥制品－诸如混凝土构建或装修板材之类，它们的这些特性对建筑物的防火、灭火都有很大的威胁，应该对其产生的根本原因和预防对策进行更加深入的研究，以避免因制品的破坏而导致火灾蔓延和减少消防人员在扑救火灾过程中所造成的不必要的伤亡。     

火灾科学中计算机模拟的新进展

本文主要讨论了火灾计算机模拟的三种新的数值模型，即场区模型、场区网模型及综合模型；并运用此三种模型分别对三种情形下发生的火灾进行了计算机模拟，结果表明此三种模型是可行的。     

相对两面受火的方钢管钢筋混凝土柱耐火极限

目前有关方钢管钢筋混凝土柱抗火性能的研究主要是针对四面均匀受火的情况,而在实际中,会出现相对两面受火这一情况。为此,利用ABAQUS分析软件建立了方钢管钢筋混凝土柱在相对两面受火作用下高温反应有限元模型,在验证模型正确性的基础上,对其耐火极限进行参数分析,包括荷载比、截面边长、长细比、荷载偏心率、钢材和混凝土强度及配筋率等,得到了相对两面火灾作用下方钢管钢筋混凝土柱耐火极限的主要影响参数和影响规律,并给出了该受火条件下方钢管钢筋混凝土柱耐火极限的简化计算方法。研究结果表明:荷载比、截面边长、长细比是相对两面火灾作用下方钢管钢筋混凝土柱耐火极限的主要影响参数,表现为截面边长越大,荷载比和长细比越小,构件的耐火极限越大。