钢筋混凝土框架节点抗火性能试验研究及理论分析

利用大型模拟火灾实验炉进行了钢筋混凝土足尺框架节点在恒定加载和ISO834标准升温耦合作用下的抗火性能试验,分析了试验节点的温度场分布规律、变形特点、混凝土爆裂现象、耐火极限及破坏特征.试验结果显示,所试验节点都是由于节点梁的加载端位移达到最大挠度而达到耐火极限,梁端荷载比对节点的耐火极限有明显影响;接近耐火极限时,节点梁端在恒定竖向荷载作用下的竖向位移增长明显加快,并在较短时间内失去了承载能力,破坏带有一定的突然性.基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架节点火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序,并对试验节点进行了全过程模拟分析,分析结果与试验结果吻合较好.     

火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架内力重分布

火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构会产生膨胀变形.由于框架梁、柱的相互约束作用,框架结构不能自由膨胀变形,结构中发生内力重分布,影响框架结构的耐火性能.建立钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架有限元模型,用现有相关试验数据对有限元模型进行对比验证.利用该有限元模型在荷载和ISO-834标准升温作用下对钢管混凝土叠合柱-RC梁平面框架结构的内力重分布进行分析,并进行柱火灾荷载比和梁火灾荷载比不同作用下框架结构内力重分布的参数分析.研究表明:框架结构特征截面处内力变化剧烈;柱火灾荷载比和梁火灾荷载比对框架结构内力重分布产生显著影响,火灾作用下框架节点处梁端弯矩最大值约为常温值的3.8倍,应加强结构节点设计.     

单面受火的矩形钢管混凝土柱截面温度场分析

运用有限元分析软件ANSYS建立了单面火灾作用下矩形钢管混凝土柱截面温度场计算模型,并将计算结果与以往试验结果进行对比,理论分析结果与试验结果吻合良好.在此基础上,对单面火灾和四面火灾作用下矩形钢管混凝土柱截面温度分布形式进行了对比分析,分析表明,单面火灾作用下,矩形钢管混凝土柱截面温度整体较低,材料损伤程度较轻,因而有利于提高构件的抗火性能.但截面温度分布呈单轴对称,产生初始挠度与附加偏心距,明显区别于四面火灾作用下构件的耐火性能.在工程常用范围内,分析了升温时间、含钢率、截面宽度、高宽比、保护层种类及厚度等参数对矩形钢管混凝土截面温度场的影响规律.结果表明:升温时间、截面宽度、保护层种类及厚度对矩形钢管混凝土温度场影响较大.温度场研究结果为单面火灾作用下矩形钢管混凝土柱耐火性能分析和抗火设计提供了理论基础.     

考虑瞬态热应变的钢筋混凝土板火灾反应分析

基于非线性温度场理论,编制了钢筋混凝土构件的温度场分析程序;通过对不同温度-应力途径试件力学行为的对比分析,说明了瞬态热应变的重要性,并提出双轴受压状态下瞬态热应变计算模型和瞬态模量的概念;根据大挠度板单元和热弹塑性本构模型,建立了钢筋混凝土双向板的有限元计算模型,对3块钢筋混凝土双向板的火灾行为进行数值模拟,分析了瞬态热应变和膨胀应变对其火灾行为的影响.计算结果表明,计算模型结果与试验结果吻合较好,验证了瞬态热应变模型的有效性,参数分析得出膨胀应变和瞬态热应变对钢筋混凝土双向板的火灾行为有重要影响.     

火灾下钢筋混凝土柱非线性有限元分析

采用合理的钢材和混凝土的热-力耦合本构模型,针对火灾下钢筋混凝土截面可能出现卸载和反向再加载情形,提出高温下混凝土单轴应力-应变滞回关系。根据火灾下U.L列式虚功增量方程和分层非线性梁单元方法,建立火灾下钢筋混凝土柱非线性有限元分析理论并编制相应的全过程分析程序NARCLF。对典型火灾下钢筋混凝土柱的试验资料进行双重非线性有限元分析。研究结果表明：采用材料应力一应变滞回关系的有限元分析方法的计算结果与实验结果较吻合,证明采用该方法可合理反映火灾下钢筋混凝土柱的变形特性和耐火性能。     

基于FDS的真实火灾下钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能

为揭示钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete, STRC)柱在真实火灾作用下的抗火性能,采用火灾动力学模拟(fire dynamics simulator, FDS)软件获取宿舍和教室场景下的真实火灾曲线,建立Abaqus模型对圆形STRC柱进行温度场和耐火极限有限元分析,获取真实火灾场景下温度曲线、载荷比、截面直径、长细比等参数对STRC柱耐火性能的影响.结果表明：真实火灾场景下STRC柱的变形受力性能与标准火灾场景下类似,耐火极限分别与载荷比和长细比成反比,与截面直径成正比.根据研究结果,建议采用真实火灾曲线对STRC柱进行精细化抗火设计,在工程所需的耐火极限范围内,可出于安全需要,基于等效爆火时间采用标准火灾曲线进行构件抗火设计.     

火灾下基于纤维梁和分层壳模型的结构破坏机制分析

为分析混凝土空间框架结构在火灾下的反应规律及其破坏机理,基于已建立的纤维梁单元和混凝土分层壳单元的火灾破坏数值模型,通过在截面层次上来考虑构件截面的不均匀温度场分布及其材料非线性和几何非线性,并引入纤维梁单元截面形心结点与分层板壳单元结点的偏离以及位移协调条件来建立两者的连接模型,从而实现考虑楼板作用的整体结构火灾反应分析模型.最后,运用建立的模型对两个多层框架进行了火灾反应分析,分析了楼板和梁柱的相互作用规律及其破坏机制.结果表明,纤维梁单元模型和分层壳模型能够用于模拟钢筋混凝土结构的受火破坏过程,并且火灾发生的位置不同,结构的破坏机制也不同.     

防火玻璃窗耐火性能数值模拟

目的计算火灾过程中防火玻璃窗在不同力学约束条件下的耐火时间,提出防火窗中玻璃的合理安装方式,确定防火玻璃窗在抑制建筑火灾纵向蔓延中的作用.方法首先使用FDS软件,计算火场内升温曲线;然后使用ANSYS软件,分析预定火灾场景下防火玻璃内的温度场,计算防火玻璃在四种不同的力学边界约束下的应力分布和单元失效过程.结果防火玻璃温度场出现"边框现象",且防火玻璃在四边固定、两边固定两边自由、三边固定一边自由以及四点固定耐火时间为1 113 s、1 051 s、983 s、1 531 s.结论四点固定防火玻璃窗在火灾下应力分布合理,耐火时间长,是合理的安装方式.     

高层平面不规则钢框架-支撑结构的抗震性能分析

本文采用SAP2000建立了两种模型:模型1(钢框架结构,不加支撑)和模型2(钢框架-支撑结构,加X形支撑)。对两种模型分别进行模态分析、反应谱分析和时程分析,得出两模型的基本动力性能、层间位移和层间位移角等一些重要结果。比较分析数据,得出钢框架-支撑结构能够很好地增加结构的抗侧移刚度,减少高层平面不规则框架结构的位移。从而提高了高层平面不规则钢框架结构在多遇地震下的抗震性能。     

钢管混凝土柱抗火分析方法及防火措施

钢管混凝土柱耐火性能和防火措施已受到了人们的关注,以往的研究中大多先求出温度场,然后根据温度结果进行火灾下受力性能的计算分析。温度场的分析可采用自编有限元程序和通用有限元软件,结构受力性能分析可采用纤维模型法、分段积分法和有限元方法。该文简要介绍了上述方法及其特点,并对钢管混凝土柱的防火措施进行了探讨。     

火灾及建筑防火

本文分析了火灾烟气的危害性，阐明了建筑防火的观点。     

“防消”并举 严控森林火灾

阐述了森林火灾的特点,提出了预防和扑救森林火灾的办法。     

考虑防火门易损性的震后火灾模拟

探讨一种基于BIM技术的震后次生火灾模拟技术,定量评估防火门损伤对室内火灾温度场分布的影响.通过选取3条场地类型及地震设计分组一致的地震波对9层Bench-mark钢结构模型进行非线性结构分析,并以层间位移角作为非结构构件门损伤的评估指标,结合FEMA P-58中门易损性曲线建立防火门损伤模型,进而基于BIM且利用得到的防火门损伤模型快速准确地建立建筑火源信息模型,导入Pyrosim模拟分析其对火灾温度分布的影响,并得到基于燃烧物与着火点位置关联下的真实温度场分布.研究结果表明:防火门损伤数量的增加直接影响框架柱的温度,且数量越多框架柱温度越高;除位于着火点及未燃烧的防火分区外,位于其他防火分区的框架柱考虑门损伤的温度明显高于未考虑门损伤的情况,最大达483.98℃;且着火点位于不同层数时,各层达到温度边界值的框架柱数量存在差异.     

气溶胶灭火剂的灭火机理及影响因素

研究了灭火气溶胶发生剂灭火的物理抑制和化学抑制机理，探讨了物理因素和化学因素对气溶胶发生剂灭火性能的影响，实验表明，发生剂的氧平衡值为-30，粒度为300～400目，药柱高径比为黄金分割比，药柱密度在1．3～1．6g／cm^3，水分质量分数控制在0．4％～0．6％时，可获得较佳的灭火性能。     

基于物联网智能消防栓监测系统应用研究

消防栓是火灾控制重要设备,它能否发挥作用直接关系着人们的生命和财产安全.本文设计并实现了一种基于物联网的智能消防栓监控系统,利用该系统,可以监测消防栓偷水、漏水、被盗、撞到、水压不足等多种异常,从而实现对消防栓统一化、智能化管理.同时该系统平台集成GIS地图,火起之时,可以快速定位周围可用消防栓,提高救火成功率,对于保障城市消防安全具有重大现实意义.     

Urban Fire Risk Clustering Method Based on Fire Statistics

Fire statistics and fire analysis have become important ways for us to understand the law of fire, prevent the occurrence of fire, and improve the ability to control fire. According to existing fire statistics, the weighted fire risk calculating method characterized by the number of fire occurrence, direct economic losses, and fire casualties was put forward. On the basis of this method, meanwhile having improved K-mean clustering arithmetic, this paper established fire risk K-mean clustering model, which could better resolve the automatic classifying problems towards fire risk. Fire risk cluster should be classified by the absolute distance of the target instead of the relative distance in the traditional cluster arithmetic. Finally, for applying the established model, this paper carried out fire risk clustering on fire statistics from January 2000 to December 2004 of Shenyang in China. This research would provide technical support for urban fire management.     

消防水鹤在城市公共消防中的应用

介绍了消防水鹤在外地的使用情况,阐述了消防水鹤的主要性能指标和使用方法,探讨了消防水鹤在太原市的应用。     

超薄型防火涂料保护下CFRP加固砼梁耐火设计

随着CFRP在混凝土结构加固中的广泛应用,其防火问题引起关注.但是目前关于高温下CFRP加固构件的防火性能研究成果相对较少.本文以当前国内外研究成果为基础,用有限元程序对加固构件进行了高温下的传热分析和力学分析,运用有限元程序在计算机上再现了防火试验的全过程.研究了荷载比、CFRP加固量、防火材料厚度以及混凝土保护层厚度等因素对CFRP加固梁耐火极限的影响规律,并得到了采用超薄型防火涂料保护的CFRP加固钢筋混凝土梁的耐火极限,为CFRP加固砼梁的防火设计提供了依据.     

浅析多晶硅生产工艺火灾危险性及防火安全措施

通过对多晶硅生产工艺火灾危险性的分析,提出合理的防火安全措施,从源头上防范火灾事故的发生,确保场所的安全。     

火炮火控系统中的火控算法研究

研究火控算法的目的是为了在保证满足滤波精度的前提下，实现快速收敛，进而缩短系统反应时间。运用现代系统工程理论和数字计算机技术，采用模拟仿真等方法，可以对最小二乘法、Kalman滤波和α-β-γ滤波等算法进行深入研究和仿真试验，并结合当前国内外的技术性能现状，探索自适应能力强、满足实战要求的滤波算法，指导工程设计。