木结构火灾性能研究进展

在已有木结构火灾性能研究资料基础上,分析和总结了木结构火灾特征、木材炭化机理和微观结构变化、木材炭化速度模型、受火木构件剩余承载力、持荷木构件耐火极限等研究现状,并提出了需要进一步研究的重点。

火灾场景设计与火灾危险度分析在火灾性能化设计危险源辨识中的应用

通过介绍设定火灾场景,计算热释放速率,使用火灾危险度的概念对建筑火灾的危险性进行综合评价等方法,探讨了在性能化防火设计中的危险源辨识问题。给出了一个对某航站楼进行面向性能化设计的火灾危险评估的工程算例。

新型树状磷-氮阻燃环氧树脂复合材料的火灾性能

制备无卤P-N阻燃环氧树脂(EP)复合材料,利用锥形量热(CONE)研究无卤阻燃剂DDPPC环氧树脂复合材料的火灾性能及成炭效果。结果表明:当DDPPC质量分数为25%时,阻燃EP的av-HRR、THR、av-EHC、av-SEA、avMLR相对未阻燃EP分别降低73.9%、71.6%、37.0%、48.7%、59.1%,呈现出良好的阻燃效果和抑烟、抑毒作用。宏观形貌研究表明:25%DDPPC/EP燃烧后形成了大体积圆锥形闭孔炭层。

典型硅化合物阻燃硬质聚氨酯泡沫的火灾安全性能

将正硅酸乙酯(TEOS)作为阻燃剂,以提高硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的火灾安全性能。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对其进行表征,根据锥形量热仪测试(CCT)、微型量热仪(MCC)、热重分析(TG)、热重-红外联用(TG-IR)和极限氧指数(LOI)测试RPUF复合材料火灾安全性能。CCT结果表明,RPUF/TEOS复合材料的热释放速率峰值(PHRR)降低。RPUF/TEOS1.0的点燃时间与纯RPUF相比延长了7倍,复合材料的CO和CO_(2)的峰值释放速率均降低。RPUF/TEOS2.0烟释放速率峰值(PSPR)降低了35%。RPUF/TEOS1.0的火灾性能指数(FPI)是纯RPUF的7.42倍,而火灾蔓延指数(FGI)是纯RPUF的0.24倍。RPUF/TEOS复合材料的极限氧指数(LOI)值均高于纯RPUF。TEOS的加入使RPUF/TEOS复合材料的炭层更加稳定与致密,抑制了热和氧的传递。因此,TEOS的引入提高了RPUF复合材料的火灾安全性能。

基于建筑节能材料的火灾安全性能检测与提升策略研究

建筑节能材料作为重要的房建材料,在我国的应用非常广泛,它的火灾安全性能直接关系到建筑的火灾安全。对其性能的研究已引起广泛关注。研究围绕建筑节能材料的火灾安全性能展开,从火场环境、物性和燃热负荷三个方面对其安全性进行了检测分析。并发现在火场环境下,建筑节能材料的燃烧产生的热量和烟气会对火场环境产生重大影响,且其易燃的物性将可能引发火灾,燃热负荷的增加可能导致火灾的扩大。针对这些问题,本研究提出了一系列的提升策略,如提升其阻燃性、降低燃热负荷、改变布局等,这些策略旨在减少火灾损失、提升建筑的火灾安全性。希望本研究能为建筑节能材料的使用和火灾防范提供有力的理论支持和实践指导。

建筑材料在火灾条件下的性能评估与优化策略研究

建筑火灾在现代社会中仍然是一个严重的安全威胁,因此对建筑材料在火灾条件下的性能评估与优化策略的研究具有重要意义。本文旨在探讨建筑材料在火灾条件下的性能评估方法及其优化策略,以提高建筑火灾安全性。通过深入研究建筑材料在火灾条件下的性能评估与优化策略,可以为提高建筑火灾安全性提供科学依据。此外,这项工作不仅需要跨学科的合作,也需要政府、学术界和产业界的共同努力。只有通过持续的科研探索与创新实践,建筑火灾安全性水平才能不断提升,社会也才能更好地应对火灾等突发事件带来的挑战。

纳米对位芳纶纤维及壳聚糖LBL组装阻燃棉织物的火灾安全性能研究

以壳聚糖(CS)为阳离子溶液,以芳纶纤维(ANF)为阴离子溶液,通过层层自组装技术阻燃整理棉织物,通过锥形量热仪测试(CCT)、微型量热仪测试(MCC)、热重-红外联用测试(TG-IR)研究阻燃棉织物的火灾安全性能。锥形量热仪(CCT)的结果表明:芳纶纤维/壳聚糖阻燃棉织物的热释放速率峰值(PHRR)比纯棉织物降低5.5%,CO_(2)释放速率降低9.5%,总生烟量(TSP)、烟释放速率峰值(PSPR)都有所降低;微型量热仪(MCC)测试的结果表明:芳纶纤维/壳聚糖阻燃棉织物的热释放速率峰值比纯棉织物的热释放速率峰值降低57%;TGIR测试表明,芳纶纤维/壳聚糖阻燃棉织物具有较好的脱水成炭的能力。测试结果可以推断出芳纶纤维/壳聚糖阻燃棉织物的主要阻燃机理为气相阻燃机理,说明芳纶纤维/壳聚糖阻燃棉织物的阻燃性能、抑烟性能和火灾安全性能显著提高。

富马酸亚铁阻燃聚氨酯保温材料的火灾安全性能

制备了富马酸亚铁(FF)阻燃聚氨酯保温复合材料(RPUF),通过锥形量热仪测试、热重-红外联用测试和微型量热仪测试研究了FF阻燃RPUF的火灾安全性能。结果表明,FF能显著降低RPUF的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、生烟速率(SPR)、总烟释放(TSP)、CO释放和热失重速率,提高RPUF的热稳定性,并且促进成炭,提高成炭量,优化炭层质量。其中含0.25%FF阻燃效果最好,对比纯聚氨酯,含0.25%FF复合材料的热释放速率峰值(PHRR)降低了57.9%,烟释放速率峰值(PSPR)降低了55%,CO降低了71.4%,CO_(2)降低了37.8%,成炭量提高了23.1%,炭层更加致密。FF阻燃RPUF机理是FF中含有铁元素具有抑烟特性,同时含有共轭马来酰基可以与聚氨酯的分解产物异氰酸酯反应,形成聚酰亚胺结构,从而优化了炭层结构,阻止材料降解,延缓燃烧进程,起到阻燃抑烟的作用。

轻骨料混凝土组合楼板的火灾响应及火灾后性能研究

对一组具有不同参数的轻骨料混凝土组合楼板开展了火灾响应及火灾后承载力试验研究。试验用轻骨料为一种烧制陶粒,楼板的制作主要考虑了板厚的变化及栓钉的设置。对承载条件下的4块简支陶粒混凝土组合楼盖进行了火灾行为试验,分别得到了其火灾响应温度及位移响应。为了考察该类组合楼盖火灾后的受力性能,进一步进行了火灾后的承载力试验研究,并与一块未受火灾作用的楼盖进行了对比试验。结果表明,增加楼板厚度不仅能提高轻骨料组合楼板的抗火性能,也能提高其在火灾后的承载力。但是,在楼板内部设置焊接栓钉会减弱组合楼板的抗火性能,降低组合楼板在火灾后的承载力;压型钢板-陶粒混凝土组合楼盖受火后整体刚度虽然有明显下降,但仍具有较高的承载力,且塑性性能良好;陶粒混凝土组合楼盖的热响应温度沿楼板板厚方向的变化呈明显的非线性,但可近似为两个线性变化段。

不锈钢预应力钢桁架火灾响应及火灾后受力性能试验研究

对一组不锈钢空间预应力钢桁架模型进行了火灾下的结构响应及火灾后力学性能试验研究。模型用奥氏体304无缝不锈钢管制作,通过置于模型下端的伸缩小立柱施加预应力。抗火试验测定了桁架弦杆和腹杆的温度响应及上弦节点位移,并对火灾后的结构模型开展了卸载及加载试验。结果表明,不锈钢空间预应力钢桁架模型在受火过程中,即使产生较大的位移和扭曲变形,结构模型仍未出现整体坍塌。钢桁架上、下弦杆有一定的温差,且上弦杆响应温度沿模型纵向变化幅度较下弦杆更大。对于具有同样几何尺寸和材料性能的索张拉钢桁架,受火前是否施加预应力对其火灾下的位移响应、残余变形及火灾后的受力性能均有较大影响。桁架自身刚度对预应力钢桁架的抗火性能也有一定的影响,刚度较大的结构模型,其火灾后承载时易出现扭曲变形。

超高性能混凝土的火灾高温性能研究综述

超高性能混凝土(Ultra-high-performance concrete,UHPC),以其突出的优点如超高强度与超高耐久性等,符合可持续发展战略,是混凝土科技发展的主要方向之一。近年来,UHPC的火灾高温性能吸引了广泛关注。由文献综述可知,高温会引发UHPC的爆裂和力学强度变化。爆裂主要由蒸汽压机理控制,蒸汽来源于内部游离水,高的内部湿含量往往导致剧烈的高温爆裂,有效的抑制措施是掺加聚合物纤维如聚丙烯(Polypropylene,PP)纤维。关于钢纤维对UHPC抗高温爆裂性的影响,还存在争议。高温作用后UHPC的残余强度在常温至300℃或400℃范围内有所增长,而在更高的温度下则为单调下降。残余强度增长是高温促进混凝土内部的一系列化学变化所引起。最新研究发现,组合养护是有效改善UHPC火灾高温性能的新方法,可避免爆裂发生。

带压制锚具的高钒镀层拉索火灾后的力学性能（英文）

高钒镀层拉索作为一种主要受力构件越来越广泛地应用于预应力钢结构当中。若火灾后结构整体未发生倒塌,则需要对其中拉索性能的改变进行准确评估以确保安全。本文对带有工程中常用的压制锚具的高钒拉索火灾后力学性能进行了试验研究。对经历13个预定温度后的拉索试件进行拉伸试验,考虑了空气自然冷却和消防喷水冷却两种冷却方式。试验得到了试件的荷载-位移曲线、初始刚度、承载力和变形能力等力学性能,并讨论了锚具的影响。拉索试件的力学性能在经历超过400℃高温后明显改变,此外不同冷却方式的影响也非常显著:经过消防喷水冷却的拉索试件在经历700℃高温后几乎丧失了全部承载力和变形能力。最后提出了计算带压制锚具的高钒拉索火灾后力学性能的经验公式,并考虑不同冷却方式影响。

薄壁钢桁架-轻骨料混凝土叠合板火灾后受力性能试验研究

由薄壁钢桁架和轻骨料混凝土构成的新型叠合板具有轻质、高强和施工便捷等优点,可广泛用于住宅钢结构楼盖及各种施工平台等,因此对该叠合板的受力性能及火灾行为的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。对受火后的5块叠合板试件开展了火灾后受力性能试验研究与分析。结果表明,当叠合板遭受600℃的烃类火灾作用后,仍具有较强的变形能力,当火灾后继续承载的两边简支叠合板累积位移达到L/58时,叠合板试件仍未发生整体坍塌。结果还显示,轻骨料混凝土预制板类型及相应的抗剪键分布形式对于该叠合板的火灾后整体刚度及承载能力均产生显著影响,且本试验所采用的Ⅰ型预制板及相应的抗剪键分布优于Ⅱ型预制板及相应的抗剪键分布。所给出的叠合板跨中挠度计算公式引入了组合效应系数,该系数可以综合反映混凝土板与钢桁架梁的组合效应,且所表征的受力特征与试验结果完全一致。

钢纤维陶粒钢管混凝土短柱火灾后的受力性能试验研究

在轻骨料混凝土中掺入一定量的钢纤维,可有效抑制核心混凝土微裂缝的发展,改善轻骨料钢管混凝土柱的力学性能。但目前国内外对火灾后钢纤维增强轻骨料钢管混凝土柱的受力性能还缺乏研究。通过对15根受火后及3根未受火的钢纤维增强陶粒钢管混凝土短柱力学性能的对比试验研究,讨论了不同参数的钢纤维增强陶粒钢管混凝土短柱常温及火灾后的承载力与破坏形态。重点分析了试件的钢纤维掺量、含钢率及受火条件等因素对钢纤维增强陶粒钢管混凝土短柱相关性能的影响。结果表明,钢纤维的掺入对提高常温下及火灾后钢管陶粒混凝土短柱的承载力均有一定作用,且与试件含钢率有关。在0、39 kg/m3、78 kg/m3及117 kg/m3等各个钢纤维掺量中,39 kg/m3的掺量使700℃受火条件下火灾后试件承载力的提高幅度最高,为11%;当钢纤维掺量大于39 kg/m3时,随着钢纤维掺量的增加,试件的承载力则出现下降。

Q690高强钢梁火灾后承载性能研究

为探究Q690高强钢梁火灾后的破坏模式和承载性能,对6根经历650℃高温加载后自然冷却的Q690高强钢梁进行了试验研究。试验结果表明,残余变形对火灾后Q690钢梁的破坏模式和极限承载力均有显著影响;Q690高强钢加热到650℃后自然冷却,其材料性能几乎无变化,仅屈服强度略有降低。在试验的基础上,建立有限元模型并完成校准,进行大规模参数分析,拟合得到火灾后高强钢梁的整体失稳承载力计算公式。拟合公式与规范计算结果和试验数据的对比表明,提出的公式具有足够的精度、合理性和安全性。

探析房屋火灾后结构检测鉴定与抗震性能

近年来,随着中国的经济水平不断发展和复苏,中国的建筑行业,也在不断的快速发展。中国的土地上如雨后春笋般竖起了一栋一栋的高楼。但是随着这些建筑不断的完成,我国的一些房屋火灾事故也在不断的发生。一场大火,房屋的结构功能和各项特点肯定会大打折扣,所以我们就需要去对受火灾之后的房屋结构进行检测和鉴定,去分析火灾之后的房屋的各项能力。从而来对受过火灾之后的房屋进行评估,来确定是否还能够进行使用?还是要进行拆掉重建?一个房屋它的最基本的特点,就是要有足够好的抗震性能和优良的结构性能。所以,本文就致力于通过房屋火灾后的结构鉴定与抗震性能,来探究房屋火灾之后的建筑特点,从而在一定程度上为建筑业提供自己的一份力量。

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板火灾后受力性能研究

针对一种由冷弯卷边H型开孔薄壁钢梁和轻骨料混凝土预制板装配而成的新型轻质组合楼板,对一组两端简支的组合楼板试件开展了烃类火灾作用后的力学性能试验研究.结果表明,承担2 k N·m-2均布荷载的组合楼板试件在遭受600℃烃类火灾作用后,仍具有较高的承载能力和整体刚度.在4 k N·m-2的均布荷载作用下,火灾后损伤最严重的组合楼板试件的跨中挠度仍小于L/400,且未见混凝土的进一步开裂.试验结果表明,薄壁钢梁腹板开孔形式及抗剪键的数量对火灾后组合楼板的整体刚度和受力性能有明显影响,从提高组合楼板整体刚度的角度考虑,对主钢梁腹板的开孔宜首选孔径大、数量少的分布形态,同时适当增加抗剪键数量.

老化对无机复配阻燃沥青路用及阻燃性能的影响

为探究无机复配阻燃沥青在不同老化情况下的路用性能和火灾安全性能的变化规律,利用旋转薄膜烘箱(RTFOT)对阻燃沥青进行85 min短期老化、270 min长期老化和长期湿热老化。采用针入度、软化点、延度和黏度试验研究老化阻燃沥青的路用性能指标,同时结合氧指数(LOI)、热重(TG)和锥形量热试验,分析阻燃沥青老化后的火灾安全性能。试验结果表明:相较于基质沥青,阻燃沥青的抗老化性能更优,氢氧化铝、硼酸锌复配阻燃剂能有效减少老化对沥青路用性能的影响;在火灾安全性能方面,随着热氧老化时间的增加,阻燃剂与羧酸反应更多,阻燃沥青氧指数下降,同时在燃烧初期的热烟释放速率与释放量增加;而燃烧后期,老化过程中沥青生成较多重质组分,能有效抑制沥青燃烧,其热烟释放速率降低。

叠层橡胶支座串联隔震体系抗火性能研究

对叠层橡胶隔震支座在高温作用下的温度场进行数值模拟,利用小模型试件进行温度传导及温度场分布试验。在叠层橡胶隔震支座经历420℃的高温作用后,将隔震支座模型试件与钢筋混凝土柱串联,并对串联隔震体系的力学性能进行压剪往复试验。结果表明,叠层橡胶隔震支座在高温作用下的性能退化相当明显,承载状态下的橡胶隔震支座在稍高的温度作用下就开始发生畸变。这表明在实际工程中对叠层橡胶隔震支座采取防火保护措施对保证隔震结构承载力安全非常重要。

IFR阻燃EVAC燃烧性能的研究

采用不同质量配比的聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)制备磷氮膨胀型阻燃剂(IFR)体系,用以阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVAC),探讨了三种组分配比对EVAC阻燃性能和力学性能的影响。用拉伸性能评价IFR与EVAC相容性对力学性能的影响。利用锥形量热仪(CONE)评价IFR用量对EVAC阻燃性能和燃烧火灾性能参数的影响及阻燃机理。结果表明,PER与EVAC的相容性优于APP与EVAC的相容性;在IFR体系添加量为30份,APP∶PER=4∶1时氧指数最高,达到28.5%,材料的垂直燃烧测试可达UL–94 V–0级,水平燃烧测试达到HB级;CONE测试表明当阻燃剂IFR添加量为30%时,EVAC的火灾性能指数提高,生烟速率下降。