钢筋混凝土矩形梁的当量耐火时间

为了正确评估钢筋混凝土矩形梁在实际火灾条件下的承载力,以一般室内火灾轰燃后的房间平均温度一时间曲线为火作用,以热传导和建筑结构耐火理论为基础,以梁在实际和标准火灾下的承载力相等为等效准则,用数值计算方法研究梁的当量耐火时间,并用最小二乘法导出其计算公式.火灾房间火灾荷载越大,开口因子越小,梁的当量耐火时间越长;反之越短.所给梁的当量耐火时间可用于建筑结构性能化耐火设计与评估:当火灾荷载密度较大,开口因子较小时加大梁的截面参数以获得安全性,反之,减小截面参数以获得经济性.     

钢筋混凝土矩形梁在实际火灾下正截面承载力数值计算

为了正确评估钢筋混凝土矩形梁在实际火灾条件下的承载力,以一般室内火灾轰燃后的房间平均温度-时间曲线为火作用,以建筑结构耐火理论为基础,采用数值计算方法研究钢筋混凝土矩形梁的正截面承载力.研究结果表明:梁的承载力随火灾房间温度升高而变小,在温度达到最大值后承载力达到最小值.火灾房间火灾荷载越大,开口因子越小,火作用越大,梁的最小承载力越小;反之相反.相同条件下梁支座截面的承载力要大于跨中截面.     

现役钢筋混凝土受弯构件残余承载力计算模型

本文基于钢筋混凝土结构理论及锈蚀钢筋混凝土构件的力学性能的变化规律,建立了钢筋混凝土构件残余承载力的计算模型,并通过实验验证了计算模型的有效性.模型的物理概念明确、简单实用,可供现役混凝土结构的耐久性评估及维修决策参考.     

压力容器封头最小成形厚度计算方法探索

GB/T25198—2010《压力容器封头》中要求对压力容器封头注明最小成形厚度,但对最小成形厚度的计算方法并未明确,导致设计者、制造者和使用者对该厚度的理解产生较大差异。结合工程实际并通过计算验证,确定了一种简便实用的压力容器封头最小成形厚度的计算方法,对压力容器设计制造具有重要参考价值。     

火灾时钢筋混凝土柱类构件的当量耐火时间

为在耐火设计中合理确定钢筋混凝土结构构件的耐火极限,基于构件在火灾条件下极限承载力相等原则,通过数值计算,分析评估了影响当量耐火当量时间的8种因素,选取火灾荷载和通风系数为参数建立钢筋混凝土柱类构件当量耐火时间公式。以当量耐火时间作为构件所需耐火极限,可提高耐火设计的可靠性和经济性。     

封头最小成形厚度的施工图标注与计算书输入

在压力容器设计换证审查时,对施工图中封头的名义厚度和最小成形厚度标注及计算书的输入提出了质疑。对此以实例从封头的名义厚度影响许用应力及技术条件和最小成形厚度影响有效厚度及计算结果的准确性进而关系容器建造的安全可靠性进行了讨论,认为施工图设计应限定封头的名义厚度,最小成形厚度以标注为宜,而SW6数据输入应增加“成形减薄量C3”项。建议GB150的术语符号引入C3,GB／T25798应完善封头威形厚度减薄率,《压力容器定期检验规则》应监督封头制造的成形厚度减薄率,以为容器设计提供支撑。     

火灾下钢筋混凝土板温度场分布

本文对足尺钢筋混凝土板进行了恒载下受火试验研究,通过试验,了解了钢筋混凝土板在受火过程中的温度分布规律;并与有限元分析结果进行了对照,结果吻合较好。全部火灾试验采用自行研制的火灾试验炉,试验结果表明炉子性能稳定、使用方便。     

火灾温度下钢筋混凝土板的非线性分析

本文利用一维非稳态差分方法分析了火灾温度作用时钢筋混凝土内部温度场分布，根据混凝土和钢筋在不同温度的本构关系及强度变化，对钢筋混凝土板进行了非线性分析，本文所得的温度场和荷载－挠度曲线计算结果与试验结果吻合较好。     

基于荷载试验的悬挑构件性能鉴定评价

本文以某大型会展中心悬臂混凝土梁构件的荷载试验为例,从试验方案的布设和数据采集系统两方面进行探讨,说明以荷载实验评价悬挑构件的性能具有可行性,同时为大跨悬挑构件的结构性能分析提供参考。     

聚苯乙烯外墙保温系统火灾风险影响因素分析

为了研究聚苯乙烯外墙保温系统火灾风险的问题,对比了3种火灾测试方法,分别是基于ISO 5660的小尺寸锥形量热计实验方法、基于ISO 9705的大尺寸实验方法和基于BS 8414的全尺寸实验方法。讨论了3种方法评测外墙保温系统火灾风险的适用性,进一步在比较分析热释放速率、临界热流强度、火蔓延情况、火灾行为以及实验后样品完整性等参数的基础上,得到了影响聚苯乙烯外墙保温系统火灾风险的关键因素。结果表明:虽然空腔的形成在此类系统火灾中不可避免,但系统保护层的严密性和完整性决定了空腔火蔓延的危险性以及聚苯乙烯在系统内的融化流动及燃烧特性。针对聚苯乙烯外墙保温系统火灾风险影响因素,进一步给出了此类系统的防火措施。     

Modelling breakdown of industrial thermal insulation during fire exposure

The aging of many of the installations in the oil and gas industry may increase the likelihood of loss of containment of flammable substances, which could lead to major accidents. Flame temperatures in a typical hydrocarbon fire may reach 1100–1200 °C, which are associated with heat flux levels between 250 and 350 kW/m². To limit or delay the escalation of an initial fire, passive fire protection (PFP) can be an effective barrier. Additionally, both equipment and piping may require thermal insulation for heat or cold conservation. Previous studies have investigated whether thermal insulation alone may protect the equipment for a required time period, e.g., until adequate depressurization is achieved. The present study entails the development of a numerical model for predicting the heat transport through a multi-layer wall of a distillation column exposed to fire. The outer surface is covered by stainless-steel weather protective cladding, followed by PFP, thermal insulation, and finally an inner column of carbon steel of variable thicknesses. The model for the breakdown of thermal insulation is based on observed dimensional changes and independent measurements of the thermal conductivity of the insulation after heat treatment. The calculated temperature profiles of thermally insulated carbon steel during fire exposure are compared to fire test results for carbon steel with thicknesses of 16, 12, 6 and 3 mm. The model's predictions agree reasonably well with the experiments. The degradation of the thermal insulation at temperatures above 1100 °C limits its applicability as fire protection, especially for low carbon-steel thickness. However, the model predicts that adding a 10-mm layer of more heat-resistant insulation (PFP) inside the fire-exposed cladding may considerably extend the time to breakdown of the thermal insulation.     

外墙保温材料在火灾中的燃烧现象小尺寸实验研究

利用外墙保温材料的小尺寸燃烧实验来研究外墙保温材料在火灾过程中的燃烧特性,分析总结外墙保温材料在火灾过程中的燃烧现象.建立外墙保温材料火灾实验模型,对外墙保温材料火灾实验的实验方法以及数据测定方式进行了介绍.采用不同阻燃性质的保温材料,研究阻燃成分阻止竖向燃烧的效果.观察不同的保温材料在燃烧过程中的点燃性能.根据材料的阻燃性能、点火位置、固定方式的不同,总结燃烧痕迹的变化规律.分析非阻燃材料在燃烧的过程中的熔滴生成,发现产生的熔滴对未燃保温材料的点燃现象.观察不同的保温材料在燃烧过程中的烟气生成及烟气层的形成.通过小尺寸火灾试验的方法来研究建筑外墙保温材料火灾的特性,提出使用阻燃型外墙保温材料的必要性.     

Numerical investigation into dynamic responses of RC columns subjected for fire and blast

Structures may be exposed to fire and blast due to accidents (i.e. explosion of flammable gas in industrial structures) or terrorist attacks during the service life. Performances of RC structures subjected to extreme conditions of fire and blast, thus, have drawn much attention from academia. In this paper, the coupling effect of high temperature and high strain rate in concrete was firstly studied based on the experimental data to improve the damage plasticity concrete model in ABAQUS. Secondly, the transient heat transfer effects in different fire scenarios and following fire resistances of RC columns with constant axial forces were numerically investigated on the basis of the improved concrete model, which are validated by the corresponding test data, and the residual axial loading capacity of RC columns was quantitatively calculated. By incorporating the different merits of implicit algorithm applied to heat transfer analyses and explicit algorithm usually used in blast analyses, a numerical approach to analyze the responses of RC columns subjected to the coupling loadings of fire and blast was finally developed. Mid-span displacements and damage of the RC columns subjected to fire and explosions were quantitatively calculated and discussed. The proposed approach was demonstrated to be effective in predicting the responses of RC structures subjected to coupling loadings of fire and blast.     

基于数值模拟的外墙保温体系防火问题研究

针对国内现有的外墙外保温系统的防火性较差的现状,通过分析上海公寓楼外墙保温层的火灾,得到外墙外保温防火的三种重要因素（粘结或固定方式、防火隔离带的构造、防火保护面层）。鉴于现在流行的保温材料为膨胀聚苯板（EPS）,因而选用EPS作为模拟材料,利用数值模拟计算得出以下结论：认为火灾时有空腔的保温层比无空腔的保温层更危险;设置防火隔离带能有效得阻隔火灾的蔓延,较宽的隔离带效果更好。除此之外,外保温层防火设计中还应考虑以下三方面的问题,即遴选适当的保温材料、建议保温层也使用类似于防火分区的防火措施和保证保温效果的同时增加防火隔离带的宽度。研究结论和建议对于解决外墙保温体系防火问题具有重要的参考价值和现实意义。     

服装商店火灾的实体灭火试验研究

为研究服装商店火灾蔓延和燃烧的特性及其对消防部队灭火作战的影响,按照真实的场景布置并进行了两次通风条件不同的服装商店火灾的实体灭火试验.试验结果显示由于服装商店内可燃物较多,燃烧耗氧量大,火灾的蔓延和强度受通风状况的影响较大.在供氧充足的情况下,服装商店火灾的蔓延发展可以分为引燃阶段、缓慢发展阶段和快速发展阶段三个阶段.当火灾发展到快速发展阶段的时候,火场的温度和烟气浓度很高,能见度低,灭火困难,导致灭火时间长,消防用水量大.     

窗口火作用下建筑幕墙外保温系统防火性能的试验

建筑幕墙外保温系统火灾事故发生频率高,火灾危险性大,其防火安全性能已成为社会关注的焦点。采用大尺度实体火试验方法,选取具有代表性的金属幕墙保温系统和保温装饰板外保温系统作为试验对象,对防火隔离带和防火封堵位于墙体不同位置的4种工况,开展了一系列窗口火试验。通过采集试验表观现象、火焰蔓延特性、温度分布特性、系统损坏特征等耐火性能试验数据,综合比较分析了不同工况下不同燃烧性能等级的建筑幕墙外保温系统的耐火性能。结果表明,建筑幕墙上下贯通的空腔结构加剧了火蔓延的烟囱效应,存在较大的安全隐患。防火封堵可以阻断空腔中的热对流,防火隔离带可以阻隔材料之间的热传导,二者均可以有效抑制火焰在垂直和水平方向上的蔓延,大幅提高建筑幕墙外保温系统的防火性能。在建筑外墙窗口上方、水平线1及水平线2下方20 mm处分别设置宽度为100 mm的防火封堵和宽度为300 mm的防火隔离带时,系统具有较好的防火性能,综合考虑实际工程的应用性和经济性,可将其设为防火构造设计的基准参数。     

受火方式和防火层对梁柱全焊节点抗火性能影响分析

梁柱节点作为钢结构的重要组成部分,在火灾下极易遭到破坏。全焊节点具有较好的塑性变形能力,且抗震性能较好,在高烈度地震地区广泛应用。采用有限元法对梁柱全焊节点抗火性能进行数值模拟,研究不同受火方式下全焊节点的力学行为,揭示不同受火方式时梁柱各节点处温度变化规律,并对比分析有无防火层对全焊节点温度的影响规律。研究结果表明:不同受火方式对全焊节点温度影响较大。节点全部受火时节点各处温度变化曲线基本接近,结构各部位温差较小,整体处于高温状态;梁柱两面受火时受火面温度马上升高,远离受火位置的节点温度升高缓慢,节点各处温差较大。将节点全部受火与不受火进行对比发现,节点全部受火时节点各处应力明显大于不受火情况,温度升高使节点承载能力下降。在柱内壁和梁下侧施加防火层,升温最快的是防火层区域,且有防火层区域节点温度整体低于无防火层节点,对节点施加防火层可以有效降低整体结构升温。