新型外包波纹钢-混凝土组合梁抗火性能研究

文中利用ABAQUS建立了组合梁热-力耦合模型,通过分析组合梁跨中挠度、耐火极限随温度变化曲线研究了荷载比、波纹钢腹板厚度、下翼缘钢板厚度和预应力筋保护层厚度对其抗火性能的影响.结果表明:高温作用下,新型组合梁的钢腹板未发生鼓曲、角钢连接件起到较好的抗滑移,耐火性能显著增强.荷载比越大,临界温度越低,当荷载比取0.3~0.5时,新型组合梁具备较好的变形性能,临界状态为形成塑性铰的强度破坏.随波纹钢腹板厚度增加,新型组合梁的耐火极限提升,且提升幅度随荷载比的增大而减小;随下翼缘钢板厚度增加,新型组合梁的耐火极限提升,且提升幅度随荷载比的增大而增大;预应力筋保护层厚度小于40 mm时,组合梁的耐火极限随厚度的减小而降低,大于40 mm时,影响较小.

螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能分析

目的研究一种新型螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能,分析其高温下应力分布规律及破坏形式,为螺栓连接装配式梁柱节点抗火设计提供理论依据。方法采用ABAQUS有限元分析软件建立螺栓连接装配式梁柱节点模型,并采用顺序热力耦合方法对不同工况下螺栓连接装配式梁柱节点进行数值模拟;探讨梁端荷载比、混凝土保护层厚度以及受火方式等因素对螺栓连接装配式梁柱节点抗火性能影响。结果当混凝土保护层厚度由25 mm增加到30 mm时,节点耐火极限小幅增加;当混凝土保护层厚度由30 mm增加到35 mm时,节点耐火极限增加显著;与四面受火相比,三面受火时节点梁端位移受梁端荷载比、混凝土保护层厚度等参数的影响更明显;当梁端荷载比由0.7减小到0.5时,节点耐火极限增加了61%~68%;当混凝土保护层厚度由25 mm增加到35 mm时,节点耐火极限增加了10%~20%。结论节点耐火极限主要受节点区域内梁构件耐火极限影响;当梁端荷载比增加时,节点耐火极限减小;三面受火时节点耐火极限明显大于四面受火时节点耐火极限,故对梁上表面进行隔火处理可大幅度提升节点的耐火极限。

U型组合再生混凝土-高强混凝土梁抗火性能

为突破单一混凝土材料在受力和抗火两方面的性能难以协同优化的难题,该文创新性地提出U型组合再生混凝土-高强混凝土梁(简称为RAC-HSC组合梁),系统地开展了火灾试验和常温、火后受弯试验,综合分析了不同工况下组合梁的性能表现。研究表明:火灾下,RAC-HSC组合梁的耐火性能显著优于高强混凝土整浇梁,其梁内温度较低,跨中挠度较小,跨中未出现明显裂缝,且未观察到爆裂现象;常温及高温后的受弯试验中,RAC-HSC组合梁的屈服荷载、极限承载力及初始刚度均显著优于再生混凝土梁,基本达到或超过普通混凝土整浇梁和高强混凝土整浇梁的水平。该文所提出的U型组合再生混凝土-高强混凝土梁是混凝土构件“抗火-受力一体化设计”的有益尝试。

固接约束下蜂窝组合梁抗火性能数值模拟研究

固接约束下蜂窝组合梁抗火性能的数值模拟分析可为建筑结构抗火性能和承载能力的提高提供理论支撑。文章利用有限元分析ABAQUS软件建立固接约束蜂窝组合梁恒载升温有限元分析模型,研究钢梁端部不同开孔位置、不同开孔率以及是否设置加劲肋等参数对组合梁抗火性能的影响。结果表明:梁端第一孔开孔位置较正常开孔距离增加1倍时,火灾高温下蜂窝组合梁抵抗挠曲变形和扭转屈曲的能力显著提高,比正常开孔时抵抗变形的能力提高约29.29%;组合梁开孔率越大,组合梁产生的挠曲变形越大;而设置加劲肋可以显著提高组合梁的抗变形和局部屈曲能力,比不设置加劲肋时的抵抗变形的能力提高了13.57%。

钢筋桁架轻质ECC-混凝土叠合板抗火性能试验研究

轻质ECC-混凝土叠合板具有自重轻、延性高、抗裂性好等优点,具有良好的应用前景,但其抗火性能存疑。为初步探明轻质ECC-混凝土叠合板的抗火性能,对1块混凝土叠合板、4块轻质ECC-混凝土叠合板以及1块轻质ECC叠合板进行了火灾试验,又对其中的混凝土叠合板及1块轻质ECC-混凝土叠合板进行了火灾后抗弯试验,重点分析其火灾行为、火灾损伤及火灾后的受力性能。试验结果表明:轻质ECC爆裂风险明显高于混凝土,但具有优越的隔热性能,若不发生爆裂,可大大降低试件温度,实现良好的防火保护效果;钢筋桁架对爆裂具有一定的抑制作用,钢筋桁架的钢筋间距越大,钢筋桁架对爆裂的抑制效果越差;底板ECC层越薄,爆裂程度越轻;高温爆裂导致轻质ECC-混凝土叠合板的刚度和延性折减明显,但由于受火时间较短,材料退化程度有限,轻质ECC-混凝土叠合板的极限承载力较混凝土叠合板仅降低3.85%。

高温下铝合金板式节点刚度退化及其对网格结构抗火性能的影响研究

采用有限元数值模拟分析方法,研究了200~400℃时铝合金板式节点的弯曲刚度退化机理。给出了不同温度对应的弯曲刚度退化折减系数,并分析了节点的破坏模式。分析结果显示,上节点板局部变形明显,下节点板出现拉剪破坏,翼缘板沿着周围螺栓孔位置断裂,随着温度的升高腹板应力集中位置逐渐向下发展,腹板发生断裂破坏。在上述基础上,通过典型铝合金网格结构的案例分析,研究了节点弯曲刚度退化对网格结构整体抗火性能的影响。结果显示,高温下,相较于未考虑节点弯曲刚度退化网格结构,考虑节点弯曲刚度退化的网格结构变形在高温区集中,竖向变形增加了4.5%,竖向承载力下降了46%。节点弯曲刚度退化对结构抗火性能影响明显,在铝合金结构整体抗火分析中应予以考虑。

冀北山地典型林分地表可燃物抗火性研究

以冀北山地塞罕坝林区典型林分白桦林(Betula platyphylla)、樟子松林(Pinus sylvestris)、华北落叶松林(Larix principis-rupprechtii)的地表可燃物为研究对象,分析可燃物载量、燃点、热值、平衡含水率和时滞等特征,并用熵权法对3个典型林分的抗火性进行评价。结果表明:(1)3种典型林分可燃物的载量基本呈现华北落叶松林(47.52 t/hm 2)>樟子松林(42.75 t/hm 2)>白桦林(24.28 t/hm 2)的变化规律,不同可燃物类别呈现腐殖质>枯落物1(d<0.6 cm的小枝、叶和杂草)>枯落物2(0.6 cm≤d<2.5 cm的小枝)>枯落物3(2.5 cm≤d<7.62 cm的枝条)的变化规律。(2)3种典型林分中,白桦林分地表可燃物燃点最低,热值最高,时滞最长,表现为更易燃烧,释放热量最大,潜在林火蔓延时间较长。(3)熵权法综合评定3种典型林分的地表可燃物综合抗火性表现为:樟子松林>华北落叶松>白桦林。

园林树种抗火性研究现状

随着气候变化的加剧,各种自然灾害变得越来越严重,发生频率也日趋增多。其中全球火灾发生率不断攀升,给人居环境带来了日益严峻的挑战,城市火灾直接关系到居民生命财产的安全及绿化生态体系的健康。园林树木具有阻隔火灾蔓延的能力,科学的规划和配置能有效提升城市的防灾避险水平,促进人居生态的可持续发展。本文在对国内外绿化树木抗火性研究、评价和树种筛选文献综述的基础上,探讨了目前研究存在的不足,提出了未来研究的展望,为提升绿化系统的生态韧性提供了理论对策。

铰接约束下梁端采取加强措施蜂窝组合梁抗火性能数值模拟

为研究铰接约束下蜂窝组合梁的抗火性能,利用ABAQUS对铰接约束蜂窝组合梁进行了数值模拟分析,参照课题组所做梁端约束蜂窝组合梁试验,验证了有限元模型的正确性,分析了位移变化规律以及采取加强措施(关闭梁端孔洞、设置梁端加劲肋、改变梁端开孔率以及改变梁端腹板长度)对蜂窝组合梁抗火性能的影响。模拟结果表明:在受火过程中,为蜂窝组合梁设置加劲肋可以帮助其抵抗挠曲变形;梁端是否开孔是影响蜂窝组合梁挠曲变形的主要因素,梁端不开孔时,蜂窝组合梁可以有效抵抗挠曲变形和扭转屈曲等。

基于熵权法的6种树种树皮抗火性研究

西昌市森林火灾给当地人民生命财产安全和森林生态带来巨大威胁,为有效提高森林生物防火能力,对西昌市周边山地林区的6种树种树皮的抗火性进行测定与分析,使用熵权法和聚类分析法,将6种树种按照综合理化性质与燃烧性能差异进行排序和抗火性能等级划分。结果表明:1)树种间树皮的理化性质与燃烧性能指标均呈显著性差异,无患子树皮厚度和粗灰分含量偏高,含水率与粗脂肪含量偏低;余甘子树皮含水率和燃点显著高于其他树种,且粗纤维含量与热值显著低于其他树种;女贞树皮厚度、粗脂肪与木质素含量偏低,燃点显著低于其他树种;乌桕树皮厚度、粗脂肪含量、燃点与热值均偏高;野八角树皮粗灰分含量偏低,粗纤维含量显著高于其他树种;华山松树皮含水率最低,热值显著高于其他树种。2)6种树种树皮的抗火性大小排序为:无患子>余甘子>女贞>乌桕>野八角>华山松。3)6种树种树皮的抗火性可分为3类,无患子的抗火性较好,可作为当地防火树种;余甘子、女贞、乌桕抗火性一般,在生物防火隔离带中可用于混交林营造;野八角和华山松抗火性较差,在大面积纯林区域应注意火灾防治。

秦岭林区主要乔木树种抗火性能综合评价

以秦岭林区１６种乔木树种的７项理化性质指标和９项生物学及生态学特性指标为依据，分析了影响树种抗火性的因素，并利用主分量分析法结合植物抗火性梯度值（ＧＶ）对其抗火性能进行了综合评判。结果表明：冬瓜杨、落叶松、野核桃、山杨、锐齿栎、枫杨、河柳、铁杉、青榨槭等树种的抗火性较强，可作为该林区生物防火树种选择的依据。

冲击荷载作用后钢框架结构抗火性能探究

荷载的冲击会导致火灾问题发生,并且火灾与冲击荷载的协同作用下,建筑物会遭到不同程度破坏,致使倒塌问题出现概率增大。通过对建筑物的倒塌以及破坏的分析,认为提升钢框架结构抗火性能势在必行。该文即对冲击荷载作用后钢框架结构抗火性能展开深入分析,结合冲击荷载作用后对钢框架结构抗火承载力影响,从多角度出发,提出提高结构抗火性能的对策,旨在为相关从业者提供参考和借鉴。

37种针阔树种抗火性能及其综合评价的研究

对福建３７个针阔树种鲜叶含水率、粗脂肪、粗灰分、ＳｉＯ２、挥发油含量和燃烧热、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、火力楠等４个树种为一级，抗火性能最强：毛栲、木荷等９个树种为二级，抗火性较强：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。研究结果揭示了南方主要针阔树种抗火性规律，也为防火林带树种选择提供了理论依据。

树叶抗火性的排序与分类

本文应用多元统计分析中的因子分析和聚类分析方法 ,使用spss 1 0 .0forwindows统计软件系统对5 5种树叶的 6种性状进行统计分析。通过计算和分析 ,得出了反映树叶抗火性的顺序和类别 ,对于防火树种的选择有参考作用。从抗火性的结论中 ,可以看出因子分析和聚类分析适合抗火性的排序与分类分析。

江西常见树种抗火性研究

在对江西28种常见树种不同器官理化性状测定分析、燃烧试验和抗火性试验的基础上,应用灰色关联分析法,选择树种的含水率、燃点、热值、粗灰分、粗脂肪、木质素、粗纤维、燃烧时间、火烧强度、树皮厚度、热辐射作用下树皮的质量剩余率和内表面升温速率以及其生物生态学特性等17个指标值作为评价因素,对28种常见树种的抗火性进行综合评价。结果表明:抗火性强的有5种,由强到弱依次是四川山矾、冬青、火力楠、木荷和樟树;抗火性较强的有9种,由强到弱依次是喜树、阴香、大叶樟、苦槠、鹅掌楸、山杜英、油茶、厚皮香、石栎;抗火性一般的有3种,由强到弱依次是加杨、泡桐和圆柏;抗火性较弱的有5种,由强到弱依次是毛竹、龙柏、马尾松、杉木和湿地松;抗火性差的有6种,由强到弱依次是红翅槭、柳杉、雪松、水杉、罗汉松和金钱松。

北京地区主要乔木树种的抗火性分析

以北京地区的17种主要乔木树种为研究对象,利用主成分分析法对影响树种抗火性的4项理化性质指标(绝对含水率、热值、灰分含量、抽提物含量)和9项生物学及生态学指标(物候期、树冠浓密度、叶子特征、树皮状况、萌芽力、幼年生长速度、自然整枝度、地被物结构和林分卫生状况)进行了分析,并对各树种抗火性进行了综合评价。结果表明:17种乔木的抗火性能由强到弱依次是榆树、栾树、暴马丁香、柳树、核桃楸、刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴、山杏、元宝枫、辽东栎、白梨、华山松、华北落叶松、油松。其中,榆树、栾树、暴马丁香、柳树和核桃楸的抗火性较强;油松、华北落叶松、华山松、白梨、辽东栎和元宝枫的抗火性较弱;而刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴和山杏的抗火性居中。

3种针叶树种树皮抗火性研究

通过测定和分析云南油杉、云南松、华山松3种针叶树种树皮的厚度、导热系数、外界热辐射作用下的失重过程和树皮内表面温度4个因子,结合3个树种在火烧迹地上的死亡率数据,得出如下结论:树皮的结构、导热系数是决定这3种树种耐火性差异的主要因素,3种针叶树种树皮的抗火性由强到弱的顺序为云南油杉>云南松>华山松,与这3个树种的死亡率由小到大的顺序相同。

钢框架结构抗火性能的试验研究

本文介绍四次不同水平荷载作用下,单层单跨钢框架结构的抗火试验,试件由特制的煤气炉进行加热升温,试验结果和理论分析结果吻合良好,文章最后提出了几点结论,供钢结构抗火设计参考.

我国钢筋混凝土材料抗火性能研究回顾与分析

在对大量文献进行研究与对比分析的基础上,回顾了近40年来中国在混凝土与钢筋材料抗火性能方面的研究成果,包括混凝土的高温热工性能及力学性能、钢筋的高温力学性能及高温中(后)混凝土与钢筋之间的粘结性能等.结果显示:高温会使混凝土和钢筋的力学性能衰减,使钢筋与混凝土之间的粘结性能大幅下降,但由于试验对象、方法和设备上的差异,试验结果呈一定离散性.

滇中地区11种森林木本植物活叶片抗火性能

为比较不同森林植物活叶片的抗火性能,在防火戒严期内对滇中地区11种主要森林木本植物的活叶片进行了高氧条件下的燃烧试验,测定和计算了各种植物活叶片的含水率、单位面积质量、燃烧线速率、燃烧面积速率、燃烧质量损失速率、叶脉损毁程度、面积损毁程度、质量损毁程度等共14个因子,运用因子分析方法对11种植物的抗火性能进行排序,结果表明:11种活叶片的抗火性能可分为4类,其中抗火性极差的1种,抗火性差的4种,抗火性中等的3种,抗火性强的3种。