杭州西动车运用所特殊消防设计研究

杭州西动车运用所上盖开发是我国首个国铁动车运用所上盖开发项目,尚无相关技术标准对其盖下空间消防设计进行指导。为了保障项目消防安全,根据铁路动车运用所工艺特点,研究盖下重点功能区域建筑消防性质,提出特殊消防设计原则、技术路线和安全策略,通过采用针对性消防安全策略以总体实现消防安全目标。

火灾下圆形综合管廊结构损伤特性研究

城市综合管廊中电缆、燃气等引起的火灾不仅会造成重大经济损失,还会损害管廊结构,影响管廊的服役状态及使用寿命。为探究火灾对综合管廊结构的影响,文中利用ABAQUS建立了圆形综合管廊温度-应力耦合三维有限元模型,分析火灾作用下综合管廊的变形规律及结构损伤,结果表明内侧墙体在燃烧7.5 min以内时变形迅速增加,随后变缓并趋于稳定,结构变形呈左右对称分布;圆形管廊结构内侧受压外侧受拉,应力沿周长分布均匀;矩形管廊拉应力集中在腋角处,外侧应力较小,而圆形管廊在外侧仍有较大的拉应力,建议在圆形管廊外侧增加相应的抗火灾措施;圆形管廊结构损伤区的范围为火源两侧约13 m,为综合管廊的抗火设计奠定基础。

Behavior of steel-concrete composite slabs subjected to standard fire

Finite element method is employed to calculate the temperature fields for two kinds of steel concrete composite slabs: composite slab with profiled steel sheeting and LJMB composite slab. The calculated results are in good agreement with those of tests. Fire resistance of the two kinds of composite slabs is calculated by using a numeric method. The results show that: due to heat absorbing of concrete, the performance of composite slabs under fire is better than that of unprotected steel structure, and fire resistance of composite slabs mentioned in this paper is at least 30 min subjected to standard fire. Parameters related to the fire resistance are discussed. It was found that with increasing of concrete strength and thickness of slab, fire resistance increases, and with increasing of steel strength and steel ratio, fire resistance decreases. Also thickness of fire proof is calculated by a numeric method. The results obtained in this paper may be referenced for practical engineering.

拉剪复合作用下高强钢T型连接高温力学性能的数值与理论研究

为研究火灾下考虑附加轴力作用的高强钢T型连接的力学性能,在高温火灾试验的基础上采用有限元分析软件ABAQUS对高强钢T型连接进行数值分析,得到附加轴力作用下高强钢T型连接在火灾下的初始刚度、抗拉承载力、失效模式等,并与试验结果进行对比,校验了数值模型的有效性与准确性.而后,采用经验证的有限元模型进行数值分析,研究了不同拉剪复合作用下高强钢T型连接在火灾下的力学性能,研究发现:随着剪拉比的增大,T型连接的抗拉承载力和极限位移会显著下降,螺栓成为高强钢T型连接在拉剪复合作用下承载的关键.最后,结合《钢结构设计标准》对火灾下T型连接中高强螺栓受到的拉力与剪力的关系式进行理论推导,并与有限元模拟结果和试验结果进行对比分析,验证了所提出的关系式有较好的适用性,且能较为准确地预测火灾下螺栓的抗拉承载力.

不同持续射击发数对火炮身管寿命的影响

火炮在服役过程中,面临不同弹种、不同装药(强装药、全装药、减装药、高温装药等),以及快速持续射击与性能检验射击,因此有必要研究不同弹种、不同装药及不同持续射击发数对火炮身管寿命的影响。目前身管寿命评定主要通过国家军用标准等效折算系数将不同弹药类型射弹数等效折算为标准弹药或规定配比的标准弹药,但现有国家军用标准身管寿命等效折算方法仅包含膛压、初速两个因素,未考虑持续射击发数对身管寿命的影响,导致无法有效评估火炮不同持续射击发数下的身管寿命。基于阿伦尼乌斯方程研究身管材料热化学烧蚀模型,分析发现不同持续射击发数对身管寿命具有重要影响,火炮持续射击发数越多,火炮身管寿命越低。通过对比某火炮不同持续射击发数下身管寿命仿真与试验结果,验证了身管热化学烧蚀模型对预测不同持续射击发数下火炮身管寿命的准确性。

钢-木组合结构构件受火升温特性分析

顺应当前装配式建筑和绿色低碳建筑的发展,越来越多的钢-木组合结构建筑建成落地。工程和学术界对钢-木组合结构的研究也越来越多,但涉及抗火性能的研究不多。由于抗火性能是制约钢-木组合结构应用的一个重要问题,而受火升温特性对其抗火性能有重要影响,本文采用有限元方法建立钢-木组合结构构件的数值分析模型,分析其受火后温度场分布及升温特性,并与既有试验结果比较,验证分析模型的有效性。进而采用经试验验证的有限元数值分析模型进行参数分析,比较不同木材密度、含水率、包裹木材厚度对钢-木组合构件中钢骨升温的影响,结果表明:当钢骨温度超过100℃后,木材密度越小、含水率越高,钢骨升温越快;而当包裹木材厚度较大时,在一定受火时间内,钢骨温度基本没有变化。最后将受火钢-木组合构件中钢骨的升温曲线与纯钢构件比较,发现钢骨升温速率表现为先慢后快,与纯钢构件相反,对结构抗火更有利。

新形势下科学扑救森林火灾探析

由经验扑火向科学扑救是森林火灾扑救发展的必由之路,本文对当前森林火灾扑救存在的问题进行了分析,提出了科学扑救森林火灾对策建议,为今后科学扑救森林火灾提供借鉴和参考。

隧道衬砌混凝土管片高温爆裂及火灾损伤试验研究

为了探讨高温下隧道衬砌混凝土材料性能的衰减规律和管片结构的高温损伤规律,进行了衬砌混凝土材料和构件的火灾烧损试验。结果表明,高性能混凝土的抗压强度、弹性模量和抗渗性能都随温度升高而迅速劣化,抗渗性能的降幅大于力学性能。掺入聚丙烯纤维对衬砌混凝土的高温爆裂有明显抑制效果,粗骨料的品种和颗粒形状对混凝土的高温损伤形式有明显影响。最后,在经典火灾评价模型的基础上,加入爆裂面积率、抗渗性能损失两个损伤指标特征,对试验中的衬砌管片火灾损伤进行评估。火灾作用2 h后,衬砌管片火灾损伤程度介于III^IV级(严重损伤与极度损伤)之间。

受火条件下整体结构中组合梁破坏形态研究

目的研究火灾作用下整体结构中组合梁的抗火性能和破坏形态.方法通过自行设计的火灾试验炉对整体结构中组合梁进行试验研究,试验区分组合梁拼接节点受火和不受火两种工况.测量炉温和组合梁截面沿高度温度场分布;描述了组合梁混凝土板面裂缝出现、开展情况及组合梁的破坏形态.结果火灾条件下整体结构中组合梁能很好地共同工作;火灾过程中组合梁混凝土板温度滞后钢梁温度而受拉产生复杂裂缝,而且组合梁受约束越强,裂缝开展越剧烈.结论组合梁拼接节点焊缝在降温阶段被拉裂,为防止火灾中组合梁混凝土板面产生复杂裂缝,建议混凝土板负弯矩钢筋不应按常温设计全部截断,应有部分钢筋贯通以承受火灾中产生的温度应力.

标准升温下轻钢-混凝土组合梁的抗火性能研究

对标准升温下轻钢混凝土组合梁的抗火性能进行了研究:采用ANSYS软件计算了轻钢混凝土组合梁截面的温度场;采用数值算法计算了轻钢混凝土组合梁的全过程曲线;采用抗力折减系数法分析了轻钢混凝土组合梁的承载力在火灾下的变化情况;同时分析了各参数对温度场分布、全过程曲线及抗力折减系数的影响.结果表明:由于混凝土的吸热作用,钢梁的温度明显低于无混凝土时的裸钢构件;影响全过程曲线和抗力折减系数的主要参数是梁高和钢梁厚度,而其他参数影响较小;抗力折减系数的变化在后期比前期剧烈一些.理论分析结果得到了有关算例的验证.

钢框架足尺结构火灾试验方案研究

钢框架足尺结构(即与实际工作中通常使用的结构尺寸相同的结构)火灾试验在国内尚属首次。着重介绍了试验施加荷载的确定、数据测量和钢框架的吊装计算,得出了进行钢框架主尺结构火灾试验的一些基本经验:采用钢结构构件实用抗火计算方法,对目标高温下框架中柱和边柱分别进行承载力计算,在和常温下各自的0.3倍的承载极限值进行综合比较后,确定钢框架柱轴向的施加荷载值;热电偶测温技术具有精度高和使用简便的优点,可用于火灾试验温度的测量;火灾试验中应变的测量无法正常进行,可转化成对关键部位位移的测量;足尺结构的吊装在对其简化的计算模型进行危险截面的强度验算以及对整个试件进行必要的挠度计算后方可进行。

公路隧道集中排烟系统流速分布规律数值模拟研究

采用火灾动态模拟软件FDS,对独立排烟道集中排烟模式在火灾条件下的排烟情况进行模拟计算,分别研究了集中排烟中双向排烟方式和单向排烟方式下不同排烟阀设置方案工况的排烟道流速和排烟阀流速分布规律。结果表明,双向排烟方式下,排烟阀流速与排烟道流速呈对称分布;单向排烟方式下,排烟阀流速与排烟道流速呈非对称分布;当排烟道横截面面积一定时,改变排烟阀设置方案对排烟道端部流速的影响不大;随着排烟阀开口面积的增加,离风机较近的排烟阀流速逐渐降低,而该排烟阀的排烟量却逐渐增大;排烟道和排烟阀流速的大小与排烟量、排烟阀设置方案、排烟道横截面面积等参数有关。本文研究可为集中排烟系统流速的合理设计提供依据。

钢混凝土界面接触热阻试验研究

火灾条件下钢管与混凝土间界面热阻对结构温度场有很大影响。利用INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置对钢-混凝土界面接触热阻进行了试验研究,根据各测点的温度时间历程曲线,利用多项式拟和方法外推得到钢、混凝土界面处温度值,通过热传导方程和接触热阻定义得到了界面接触热阻。试验结果表明,不同界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值比较稳定,与文献结果相比有一定可靠性;无界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值离散性大,随温度变化明显。

通风控制型火灾及外立面火焰模拟准确性研究

研究FDS对室内通风控制型火灾及其外立面火焰特性的预测情况。数值模拟得到了不同开口尺寸下的通风控制型火灾,室内温度值沿竖直方向基本均匀一致,且室内平均气体温度值与理论吻合较好。室内最大热释放速率值小于理论值,相对差距小于20%。当无量纲特征长度值大于10时,其室内质量守恒误差率在5%以内。室外溢流火焰高度与室外热释放速率之间存在2/3的次方相关关系。模拟得到外立面辐射热通量沿高度的分布情况,显示出与实验数据一致的三个不同区域,但其数值高于实验数据。

钢管混凝土柱防火保护层计算方法研究

计算结果表明 ,作用在钢管混凝土柱上的荷载对其耐火极限及防火保护层厚度影响很大。基于数值计算结果及课题组前期的研究成果 ,提出了按规范ISO - 834或GB T 9978- 1999规定的标准升温曲线升温作用下 ,考虑火灾荷载比影响的钢管混凝土柱防火保护层厚度的实用计算方法 ,计算结果和数值计算与试验结果均基本吻合。

基于Fluent对火区下近距离煤层工作面CO异常涌入的数值模拟

针对火区下近距离煤层工作面上部火区顶板垮落的危险情况,建立了采空区顶板垮落形成冲击气流的理论模型。在对采空区渗流特性进行分析的基础上,确定了采空区气体流动的数学模型。并结合龙华煤矿30110工作面的实际情况,确定了数值模拟的物理模型及相关参数设置。在工作面采用正压通风,上部采空区发生顶板垮落情况下利用Fluent软件对采空区的漏风及CO分布情况进行了数值模拟。模拟结果与现场实际情况一致,充分说明了正压通风对于保障火区下近距离煤层工作面安全开采的重要性。

目标定位精度较低情况下的导弹射击方法

以舰对舰导弹为例，从战术运用角度，分析和论述了几种在目标定位精度较低情况下的导弹射击方法。

钢筋混凝土结构抗火研究进展

在大量阅读中外文献的基础上,总结了目前国内外钢筋混凝土结构抗火研究的现状和成果,包括:钢筋混凝土结构在火灾中所处的环境;材料、构件及结构的高温性能;结构的抗火设计方法和灾后结构的损伤评估和修复加固方案等4个方面。最后,对其未来的研究方向进行了展望。

在建建筑火灾轰燃数值仿真研究

为研究在建建筑特殊火灾的轰燃现象,建立火灾能量守恒方程,基于燕尾突变理论确定突变势函数,计算出在建建筑火灾轰燃时上层烟气的临界温度。利用模拟软件FDS对在建建筑不同施工场景进行仿真模拟,得到火灾特征参数值。结果表明:不同施工阶段的火灾可燃物不同,发生轰燃的时间点不同;随着通风风速的增加,火灾热释放速率增长逐渐放缓,烟气可见度增长加快,一定的通风速度有助于提高排烟效率;不同火源位置火灾特征不同,狭窄空间更容易发生轰燃,未封闭楼梯间处烟囱效应明显。

混凝土构件火灾后损伤程度鉴定和加固

通过实际工程的调查和对砼材料在不同受火情况的试验研究，论证了采用外部特征综合分析并配合回弹试验等是判断砼构件火损程度的简便而实用的方法。