室内火灾升温过程的随机性研究

火灾升温的参数化模型由两部分组成,即升温段持续时间的确定和升温过程的函数关系。升温段持续时间是随机变量,升温过程是随机过程。随机性参数的概率密度函数复杂,用解析方法推导升温段持续时间和升温过程的概率分布类型和概率特征比较困难。本文运用Monte Carlo方法和数值方法研究了参数化模型升温过程的随机特性;给出了升温段持续时间的概率模型、升温过程的均值函数和方差函数,并利用区域模拟验证了基于参数化模型的火灾升温概率模型的有效性。

基于复杂热解模型的CLT房间火灾温度场数值模拟及iBMB参数化火灾升温曲线修正

为研究正交胶合木(cross laminated timber,CLT)自身可燃性对CLT房间火灾温度场的影响,在FDS(fire dynamics simulator)软件中采用复杂热解模型对CLT构件和可移动火灾荷载(木垛)进行精细化实体建模,建立CLT房间火灾试验模型,结果表明,复杂热解模型能够合理反映CLT房间火灾衰减前的温度发展趋势,较准确地预测轰燃温度、峰值温度和火灾充分发展时长,与已有试验结果的误差范围分别为-3.4%~-27.8%、-1.1%~-12.5%和0.3%~34.0%。在上述研究的基础上,基于iBMB参数化火灾升温曲线将可移动火灾荷载简化为一个自定义热释放速率的燃烧器,在FDS中对可移动火灾荷载简化建模,该方法能够提高计算速度,得到的温度-时间曲线在火灾增长和充分发展阶段与试验结果较一致,但会高估火灾充分发展时间,延长15~20 min。最后,通过考虑木材可燃性修正iBMB参数化火灾升温曲线中的火灾荷载密度和峰值热释放速率,得到适用于通风控制型CLT房间火灾升温曲线的理论计算方法,计算结果与试验值吻合较好,峰值温度与试验值的误差范围都在10%以内,与其他学者提出的考虑木材可燃性参数化火灾升温曲线相比,修正的iBMB参数化火灾升温曲线理论计算方法在预测火灾升温时间及火灾衰减阶段温度发展方面更为准确。

局部火灾下钢框架结构的非线性有限元分析

利用ANSYS软件的热-结构耦合模块,建立了局部火灾下平面钢框架的传热模型与在外力荷载及温度荷载共同作用下的受力模型。研究火灾下结构的薄弱环节,得到结构的耐火时间和临界温度,并得出了各个时刻结构的温度场和变形,通过不同国家及组织所采用的标准火灾升温曲线,分析各种火灾曲线下整体结构的抗火响应,并做出比较,从而更加真实地反映出结构的抗火性能。

升温模式对防火密封胶燃烧及理化性能的影响

为研究防火密封胶在不同火灾场景下的燃烧及理化性能变化,针对特高压直流换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,研究3种升温模式对防火密封胶燃烧过程的影响及燃烧后不同时刻的理化性能变化。燃烧过程重点关注质量变化,理化性能重点关注腐蚀性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐油性、耐湿热性和耐冻循环性等,进而比较3种升温模式对防火密封胶的影响。结果表明:电力和碳氢火灾的前期危险性远高于标准火灾。燃烧120 min后,3种升温模式下防火密封胶的总失重率基本相同,均达到85%。火灾升温后,防火密封胶的耐水性和耐酸性都被严重破坏。电力火灾和碳氢火灾较标准火灾对防火密封胶的耐湿热性和耐冻融循环性影响更大。

非承重草砖墙体的耐火性能试验分析

为研究草砖房的耐火性能,根据目前使用最多的砖混框架结构草砖房的结构特点,采用尺寸为1 000 mm×480 mm×360 mm草砖砌成宽3 000 mm,高3 000 mm,厚400 mm的非承重的草砖墙体作为试验用构件,利用大型垂直构件耐火试验炉,采用标准火灾升温曲线进行升温,对实体构件进行耐火性能试验。采用K型热电偶记录背火面的温升情况,研究其火灾试验过程中的耐火完整性和耐火隔热性,判断其耐火极限。试验结果表明,非承重草砖墙体具有良好的耐火性能,其耐火极限不低于3.0 h。同时,在这种结构的草砖墙体中,草砖外侧的抹灰层有效地阻挡火灾初期火的侵蚀;钢丝网片有效地起到固定草砖的作用;紧密压实的草砖其内部没有足够的可助燃的氧,且草砖表层暴露于火焰中形成炭化层阻止了火焰进一步向其内部蔓延。

钢骨混凝土偏压柱抗火极限承载力分析研究

国内外关于钢骨混凝土柱的抗火性能试验和理论研究非常少。本文采用有限元方法对钢骨混凝土偏压柱的抗火性能进行研究,首先以相关试验数据对分析理论与计算程序的可靠性进行验证。在此基础上,在标准火灾升温作用下用数值计算方法对钢骨混凝土偏压柱的混凝土强度、钢骨强度、钢骨含钢率、长细比、偏心率、截面尺寸和受火时间等高温极限承载力影响参数进行'计算分析,并分别给出了拟合计算式,可供钢骨混凝土偏压柱抗火设计参考。

关于玻璃棉制品能否满足防排烟风管耐火极限的讨论

采用铆固、捆扎、焊接等物理固定方式在金属钢板风管外表面包覆一种或几种绝热材料,可以使金属风管达到防排烟风管所需要的耐火极限。玻璃棉制品作为一种常用的绝热材料,能否用于防排烟风管的耐火外包覆?针对上述问题,从玻璃棉制品的标准、材质、耐受温度、绝热性能等方面及国内相关消防技术标准要求进行了分析,并给出了对策和建议。

新安公园机械式立体停车库耐火验算与防火设计

随着城市机动车饱有量的不断提高,停车难已成为现实的民生问题。机械式立体停车库就是在这样的背景下应运而生,数量呈现爆发趋势,有效地缓解了停车位不足的现状。立体车库主体结构所用到的钢材通常为低合金高强度结构钢,其耐火性能不是优点,需要采取必要的防火保护措施才能满足在火灾场景下的使用需求。根据钢结构防火技术规范对主体钢结构进行耐火验算与防火设计是钢结构防火措施的具体实施方法。确定合适的火灾升温曲线,应用临界温度法与承载力法,从不同的角度来验证钢构件在预估高温下的安全可靠,为实际工程防火涂料的施工提出有效的依据。

防火泥耐火模拟试验前后性能变化研究

研究典型弹性防火封堵材料防火泥在火灾前后的性能变化,针对换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,研究其对防火泥的燃烧质量、背火面温度和理化性能的影响,其中理化性能重点关注密度、腐蚀性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐油性、耐湿热性和耐冻融循环性的变化。结果表明:3种火灾升温情况下,防火泥的失重峰值出现在20~35 min,火灾升温60 min造成防火泥近50%的质量损失。防火泥具有优异的耐火性能,能有效阻止火焰和热量的传递,经3种火灾升温后背火面的温度远低于阈值180℃。将火灾后的防火泥二次升温监测背火面温度变化,结果依然远低于阈值180℃,即火灾后的防火泥二次重复使用依然可以保持优异的耐火性能。火灾升温对防火泥的密度、耐酸性及耐冻融循环性造成影响,但对腐蚀性、耐水性、耐碱性、耐油性和耐湿热性影响不大。

钢结构防火设计规范理解与工程实例

《建筑钢结构防火技术规范》(GB51249-2017)及《钢结构防火涂料》(GB14907-2018)为代表的钢结构防火新规范体系采用基于结构分析和耐火验算的防火设计方法,本文从梳理建筑防火规范体系入手,结合钢结构防火设计现状,对比新旧防火设计方法,阐明对《建筑钢结构防火技术规范》(GB51249-2017)的理解和认识,并以实际钢结构工业厂房项目为例,介绍了钢结构耐火验算和防火保护设计的实操流程和设计思路。

火灾高温作用下钢结构倒塌分析

为了研究结构在油气火灾条件下的连续倒塌行为,该文采用碳氢化合物燃烧的升温曲线,通过显式动力分析,对三层抗弯钢框架的完整失效过程进行了分析。给出了结构内部不同位置处构件内力、变形等随温度的变化情况。同时,采用标准升温曲线对结构进行加热,对比分析不同升温速度和最高温度对结构火灾行为产生的影响。分析结果表明,初始升温速率越快,达到的温度越高,结构就会越快的进入到失效状态,在分析研究中应注意对这两个因素加以考虑。