热辐射的破坏准则和池火灾的破坏半径

热辐射破坏是发生在开放气环境中的池火灾的主要破坏机理。本文讨论了热辐射的破坏准则，提出预测池火灾破坏半径的方法，进行了数值模拟计算，分而和时纳了池火灾的基本规律     

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。     

新型环保节能楼板的保温隔热效应研究

用保温隔热材料制作了环保节能填充块,并将填充块填充在建筑结构的楼板或屋面板内,得到新型节能填充混凝土楼板。设计了几何参数和配筋参数相同的节能填充楼板和普通建筑楼板的数值模型,并进行了有限元分析。数值模拟结果表明,加入环保节能填充块对楼板的温度分布、热流量和温度梯度都有显著影响,环保节能填充块的保温隔热效应显著,节能填充楼板沿板厚方向的温度分布不再同普通建筑楼板一样呈现线性变化,而是在环保节能填充块点域范围呈现出不规则变化趋势;节能填充楼板热流量已不再同普通建筑楼板一样为某一常数,而是明显的表现出环保节能填充块点域范围热流量远小于普通钢筋混凝土所在点域范围热流量的趋势;节能填充楼板温度梯度图也显著展现了保温隔热材料和普通钢筋混凝土两类物理性质差异较大材料之间的热流向问题,从而验证了节能填充楼板的保温隔热效应。     

考虑水分迁移混凝土构件温度场数值计算

在火灾(高温)条件下,钢筋混凝土构件中水分的蒸发迁移会改变构件内部的传热过程,导致温升及局部温度分布发生变化.为评估钢筋混凝土构件的温度场分布和耐火稳定性,对现有模型进行了改进完善,建立了考虑水分蒸发迁移的二维钢筋混凝土构件温度场计算模型,并与试验值进行了对比分析,实测温度分布与计算结果一致性较好.     

钢筋混凝土梁桥火灾高温安全评价

综合考虑火灾高温下影响钢筋混凝土结构性能的参数,利用数值模拟程序分析火灾高温下钢筋混凝土矩形截面梁的温度分布,研究了保护层厚度对ISO 834标准火灾升温过程中钢筋混凝土矩形截面梁极限弯矩的时变效应规律.在此基础上,建立了钢筋混凝土梁桥火灾高温安全评价模型,提供了相应的计算方法,分析了不同温度下钢筋和混凝土的弹性模量损伤度及强度损伤度,对火灾高温下不同时间钢筋混凝土梁桥安全指标实现了量化归类.结果表明:在火灾高温作用下混凝土弹性模量比其相应强度更容易损伤,损伤速率大;火灾时间和保护层厚度对钢筋混凝土梁极限弯矩和安全等级有较大影响;火灾高温超过40 min后,梁的极限弯矩直线下降,100 min左右,可达严重损伤;钢筋混凝土梁极限弯矩随保护层厚度的增加呈线性递增关系;提高混凝土保护层厚度,可有效提高火灾场钢筋混凝土梁的耐火极限和安全等级.     

烃类流体火灾伤害破坏作用定量分析

对烃类流体火灾的伤害破坏作用进行正确的定量分析是开展重大消防目标火灾风险评估工作的基础。针对烃类流体火灾伤害破坏作用定量分析中存在的问题,系统论述烃类流体火灾伤害破坏作用的定量分析方法,分析并讨论火球、池火、喷射火和蒸气云火灾等不同火灾形式的热辐射通量计算模型及其前提条件,对不同热辐射伤害破坏作用准则及伤害概率模型的适用条件和模型基础进行了论述。     

钢筋混凝土构件的最小隔火厚度

为了正确评估钢筋混凝土构件在实际火灾中的隔火作用,以一般室内火灾轰燃后的房间平均温度-时间曲线为升温曲线,以热传导理论为基础,以钢筋混凝土隔火构件的背火面的最高温度恰好达到220℃为判定准则,用数值计算方法给出钢筋混凝土隔火构件的最小厚度,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,最小隔火厚度越大;反之越小.该文所给最小厚度可用于钢筋混凝土分隔构件的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构件的厚度以获得安全性,反之,减小厚度以获得经济性.     

基于ABAQUS的钢-混凝土组合桥抗火性能分析

采用ABAQUS有限元软件,选取ISO834和烃类HC火灾曲线,对钢-混凝土组合桥的抗火性能进行了分析,包括截面温度场和耐火极限分析。无防火保护的组合桥火灾下破坏准则为挠度和变形速率共同控制,HC和ISO 834两种火灾曲线下的耐火极限分别仅为5 .15 min 和13.95 min,钢梁下翼缘和腹板的临界温度为595 ℃。采取防火保护措施后,组合桥的截面温度明显降低,火灾下变形速率明显减小,破坏准则变为仅由挠度控制,因而达到耐火极限时的允许挠度更大,耐火极限明显增大。在喷涂厚度为20 mm 的防火涂料进行防火保护后,HC和ISO 834两种火灾下组合梁的耐火极限分别增大为92.8 min和121.5 min,即发生火灾后将有充足的时间留给消防人员灭火。     

内嵌式框架摇摆墙结构抗震性能研究

为研究内嵌式摇摆墙对钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能的影响,以1个4层RC框架结构为例,基于通用有限元分析平台分别建立RC框架结构和内嵌式RC框架摇摆墙结构模型,并采用时程分析和Pushover分析研究结构地震响应和性能水平。通过结构整体响应反应谱分析研究摇摆对结构整体刚度的影响;分析结构楼层响应反应谱,研究摇摆对结构楼层响应影响;Pushover研究摇摆强对结构变形的作用机制,以及对结构耗能机制和损伤分布的影响,从拟静力的角度揭示框架摇摆墙结构的地震损伤演化过程。研究表明：内嵌式摇摆墙可减小结构的振动响应,使结构破坏模式由层间破坏机制向整体破坏机制转变,可提高原RC框架结构的刚度和承载力,但并不能分担框架部分的基底剪力。     

火灾后钢筋混凝土板的承载力计算与可靠指标分析

本文利用有限差分法分析了火灾时钢筋混凝土板内最高温度分布，并根据有关火灾温度后钢筋与混凝土的本构关系及钢筋混凝土结构理论，用数值方法计算了钢筋混凝土板灾后承载能力。此外还根据结构可靠度理论分析了钢筋混凝土板在承受原设计荷载时其可靠指标的变化。     

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.     

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.     

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。     

基于随机有限元可靠度的RC结构抗火设计参数优化方法

本文较详细地分析了各设计参数对RC结构抗火能力的影响。在已知结构抗火功能函数的基础上利用随机有限元可靠度的计算方法分析各参数对结构抗火能力的敏感性,根据各参数敏感性的不同,在设计时有意识地对该参数作一些较小的变动,结构的可靠度会明显的增加从而提高了结构的抗火能力。为RC结构抗火设计提供了一种参数优化的方法。     

火灾条件下消防负载断路器性能研究

针对目前配电箱开关在火灾热影响下由于脱扣机构动作引起跳闸,不能保证消防设备供电问题,经过对消防配电箱的火灾试验研究,分析了外部热源对开关动作的影响。通过线损量的计算,得出了火灾情况下环境温度与电阻热损耗的关系。并依据双金属片热弯曲理论,推导出热脱扣机构动作力与端部位移成正比的关系。总结出消防终端设备开关热过载保护应仅用于动作信号而不应切断电源的结论。对于现有消防配电柜,给出了通过调整开关热脱扣机构倾斜角,来增加消防负荷的供电时间的方案,可以为消防供电系统断路器的可靠性设计作参考。     

喷射火环境下石化管廊管道失效特征试验研究

为探究喷射火灾下石化管廊管道热力学响应特征,依据流体力学相似理论搭建缩比试验平台,开展石化管廊管道热力学响应试验研究.通过分析火灾中管道热力学响应特征及事故多米诺演化特征,探讨各因素对管道升温和失效的影响程度,并结合强度理论建立管道失效时间定量计算模型.研究结果表明:火灾功率是管道失效的主导因素,随着火灾功率的增大,管...     

火灾环境下LPG储罐的失效机理研究及其数值模拟

在对国内外液化气储罐失效的相关理论基础上,从内部因素(传热行为分析)对火灾环境下液化石油气储罐的失效过程进行探讨,借助ANSYS和ANSYS LS-DYNA软件对其进行数值模拟.     

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.     

A review of quantitative risk assessment of onshore pipelines

This paper reviews and analyses frequency and consequences of failure of onshore pipelines transporting oil, refined products and natural gas. Generally accepted risk levels are indicated and a desirable risk range is proposed.Pipeline failure statistics from the United States (US), Canada, Europe and Brazil are compared. Failure rates for internal and external corrosion, human action and natural forces are analyzed and the expected failure rate for each failure mechanism is indicated. The effects of relevant construction and environmental factors on the failure frequency are studied and mean trends are obtained. Furthermore, the sizes of the holes indicated at different databases are compared and a typical distribution of failure sizes is proposed for each mode of failure. Finally, the frequency of ignition after a loss of containment is studied for gas and liquid pipelines.Historical data on consequences of the accidental loss of containment of onshore pipelines is reviewed. Property damage and environmental reparation costs are evaluated directly from pipeline failure data. Straightforward regression models are proposed to quantify these types of consequence taking into account the released fluid and the characteristics of the environment. Societal impact is evaluated by combining simple fire models, heat versus mortality correlations and population density.Finally, values for the desired risk level are evaluated by three methods: i) a risk value representing the good engineering practice; ii) the risk associated to the most relevant codes and regulations concerning pipeline risk assessment and/or construction and operation; iii) an analytically derived optimal risk level. The risk values obtained by the three methodologies are similar and a desirable risk range is proposed.     

火灾下钢筋混凝土梁热力学性能数值模拟分析

为了研究火灾下钢筋混凝土(RC)简支梁的热力学性能,建立火灾高温下RC梁的数值分析模型,与火灾试验对比验证模型的有效性;分别对4根完全相同的RC梁进行不同受火试验,研究受火时间、混凝土高温爆裂及钢筋-混凝土黏结高温退化对RC梁截面温度场分布、钢筋应力与滑移量分布、残余抗弯承载力的影响规律。研究结果表明：截面温度梯度随受火时间增长而扩大,底部角筋比其他纵筋升温均快;混凝土爆裂对直接受火面10 mm厚度范围内温度影响较为显著,角筋升温速率随受火时间增长而增大;底部纵筋应力随受火时间增长而下降,中筋的应力高于角筋;钢混界面滑移量随受火时间增长而增大,底部中筋的滑移量小于角筋;残余抗弯承载力随受火时间增长而线性减小;爆裂深度对残余抗弯承载力的影响程度要高于爆裂面积,跨中1/5跨长位置爆裂对残余抗弯承载力影响最大。