某大跨度屋顶钢网架结构火灾安全分析

本文提出了一种基于性能计算分析的适用于大跨度建筑中钢结构的火灾安全评估及经济合理保护方法。该方法首先采用FDS模拟进行火灾场景分析，再采用Alpert模型计算屋顶钢网架结构附近的火灾烟气温度，得到钢结构所处的热环境，继而判断铜构件是否能达到其耐火临界温度，进而决定需不需要采取防火保护措施。     

近塔桥面火灾对三塔悬索桥结构性能影响研究

以某三塔悬索桥中间钢塔为例,研究了火灾对钢桥塔和桥梁结构性能的影响.首先,通过火灾场景数值模拟,得出桥面近塔区域不同类型火灾场景下的火焰温度分布规律,以及钢结构桥塔的温度分布特性.其次,通过非线性分析获得了三塔悬索桥在不同的近塔火灾场景下结构静力性能的变化.结果表明,在大型车辆火灾作用下,钢中塔有超过80m~2的区域温度超过800℃,最高温度达到1 000℃以上,中塔性能受到显著影响.钢中塔的应力、变形发生较为明显的变化:钢塔产生4.6mm的竖向残余变形和53.8mm的侧向残余变形,火灾区域应力折减达70 MPa,而主缆、主梁的应力和变形变化较小.     

基于方次火灾模型的感温探测器设计的研究

火灾探测和报警系统是建筑防防火策略的关键组成部分,通过研究建筑物内火灾发展和烟气流动的规律,消防工程师获得了大量有价值的信息和工具,所有这些信息使消防工程师和设计人员设计满足特定安全目标的火灾探测和报警系统成为可能.方次火灾模型是最常见的室内火灾发展的模型,而t2火是最常见的模型.根据其火灾增长模型确定不同情况下的热释放速率,进而确定探测器对特定火灾场景发生响应时的安全距离.     

某大剧院火灾后结构安全性鉴定

由大跨度钢结构和钢筋混凝土框架组成的大剧院建筑,过火后不同结构部分损毁情况大不相同.介绍了某大剧院遭受火灾后,结构剩余强度的检测和鉴定.通过对火灾现场进行详尽的调查后,根据现场火灾损毁及构件表观情况温度调查,结合《火灾后建筑结构鉴定标准》[1](CECS 252-2009)进行了不同区域结构受热温度的判断及划分;根据《火灾后建筑结构鉴定标准》[1]和现场检测结果,对不同温度区域结构构件的混凝土、钢筋材料的强度进行折减,运用PKPM软件对火灾区域结构进行了承载力分析和安全性鉴定,并提出了该结构火灾后的处理建议.     

火灾下的钢结构破坏原理及抗火设计

随着我国国民经济的快速发展,钢结构具有质量轻,空间大,抗震性能好,易施工,易维护等优点。现如今,钢结构被广泛应用于大跨度结构;重型工业厂房;多层和高层建筑;轻型钢结构等建筑中。可是钢结构不耐火,温度达到600度时,钢材就基本丧失了全部的强度和刚度。其耐火设计关键理论和防火措施等问题显得格外重要,进行钢结构抗火研究的意义主要有以下几方面:首先,减轻结构在火灾中的破坏,避免钢结构在火灾中局部倒塌造成人员疏散困难;其次,避免钢结构在火灾中整体倒塌造成人员伤亡和财产损失;再次,减少火灾过后钢结构的修复费用,缩短火灾后结构功能的恢复周期,减低间接经济损失。     

桥梁钢塔涂料防火效果的实验研究

钢结构耐火性能差,钢塔作为桥梁的主要承重结构,在火灾中可能造成桥梁坍塌的严重后果。以泰州大桥钢塔为原型设计了缩比试验,以钢塔表面温度达到200℃作为钢塔受损判别准则,研究危化品罐车火灾场景中桥梁钢塔进行涂料防护的防火效果。实验表明:未涂覆防火涂料时,钢表面最高平均温度可达到临界温度200℃;超薄型、薄型、厚型防火涂料均能有效降低钢板表面温度;厚型防火涂料实验效果最为明显,最高平均温度只有64℃。实验研究结果可为制定桥梁钢结构防火设计规范提供基础数据。     

浅析钢结构建筑防火设计

随着我国经济的发展和建筑技术的日新月异,钢结构这种建筑结构形式以其重量轻、承载力大、施工简便、布局灵活等特点广泛应用于超高层建筑、体育馆和大型厂房等建筑中.但由于钢结构存在不耐火的致命弱点,发生火灾时极易发生倒塌,造成重大的人员伤亡和财产损失,其防火问题备受人们的关注。首先我们来分析一下钢结构建筑的火灾特点。钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架,它的安全性直接关系到整幢建筑的安全,它们大都采用钢材,钢材虽然是不燃材料,但其耐火性能很差,随着温度的变化,其力学指标会发生很大的改变,承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时,其强度分别下降1/3、1/2、2/3,在高温条件下其内部应力也会发生改变,使钢结构承重体系出现问题,按理论计算,在全负荷下,钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃,一般火场温     

浅谈钢结构防火的方法

火灾对钢结构的威胁远远大于钢筋混凝土结构,钢材在温度超过350度以后,屈服点和极限强度显著下降,未加保护的钢结构的耐火极限仅为0.25h～0.5h,一旦遭遇火灾钢结构建筑将很快垮塌。因此必须对钢结构建筑进行科学的防火保护。     

试述钢结构建筑火灾的扑救战术与处置技巧

近年来经济的快速发展,大跨度的钢结构建筑逐年增多,钢结构建筑火灾也随之增加。本文结合几起钢结构建筑火灾案例,通过分析钢结构建筑的基本情况、建筑特点和火灾特点,对钢结构建筑火灾扑救战术和应用技巧进行探讨。     

油罐车火灾下钢-混组合连续箱梁性能及失效机理

针对钢-混组合连续箱梁在油罐车火灾下性能退化过程,以两跨钢-混组合连续箱梁为研究对象,采用热-力耦合计算方法,基于ANSYS软件建立有限元模型,在温度场中提取研究截面的控制点温度值,分析油罐车火灾下钢-混组合连续箱梁的温度场分布特点,得到其火灾下的竖向温度梯度,获得热-力耦合作用下所研究关键截面的荷载-位移曲线,揭示油罐车火灾下两跨钢-混组合连续箱梁极限承载力的衰减规律,并分析不同桥梁火灾场景下两跨钢-混组合连续箱梁的破坏过程。研究结果表明:桥下火灾时,钢-混组合连续箱梁的钢箱梁部位整体升温剧烈,根据距火源远近,钢梁温度从高到低依次为底板、腹板、翼板,混凝土整体升温幅度较小;桥面火灾时,混凝土板整体升温较桥下火灾时大,钢梁部位升温较桥下火灾时小,不同桥梁火灾场景下受火断面沿梁高方向均呈现较大的温度梯度;桥下火灾时极限承载力丧失较桥面火灾时更为严重,受火25min中支点附近受火极限承载力丧失95%以上,跨中受火时丧失约68%,边支点受火时丧失约64%,中支点附近受火发生屈曲破坏,跨中受火及边支点受火发生弯曲破坏;桥面受火25min极限承载力丧失较少,仅为29%,由于混凝土隔热作用显著,钢梁性能退化较少,最终在跨中位置形成塑性铰。     

国家大剧院壳体钢结构火灾危险性研究

研究火灾烟气对国家大剧院壳体钢结构的影响。运用场模拟和经验公式相结合的方法，计算了火灾时公共大厅的温度场分布，验算钢结构的温度低于250℃时，不会被火灾破坏。     

桥面火灾条件下斜拉桥拉索及全桥结构的安全性能

针对日益受到关注的桥梁火灾风险问题,以一座大跨斜拉桥为研究对象,进行性能化抗火分析.首先进行火灾危险源分析,设置了3种桥面火灾场景;通过FDS模拟获得了不同场景下的火场温度,并与ISO834升温曲线进行比较;分别通过FDS火灾场和ISO834升温曲线得到了两种情况下的拉索温度,并结合屈服强度变化规律进行了拉索失效分析;最后对全桥安全性能进行了评估.结果表明:基于FDS模拟的火场温度总体上低于ISO834曲线温度,在最不利条件下最多可致3根拉索断裂;火灾对斜拉桥整体安全性能的影响有限,但会削弱桥梁的使用功能,应采取必要的防范措施以减小火灾损失.     

火灾高温下钢框架承载力及等效荷载分析

基于对火灾场钢结构框架梁极限抗弯、抗剪承载力和框架柱承载能力及稳定性的变化分析,提出采用等效楼面活荷载的增大来描述火灾高温对钢结构框架极限承载能力的削弱.建立火灾高温作用下钢结构框架梁极限抗剪承载力,框架柱承载能力和平面内、外稳定性以及结构等效楼面活荷载的计算表达式.通过具体算例分析火灾条件下,具有不同保护层厚度的钢框架梁、柱极限承载力以及结构等效楼面活荷载的变化规律,并将等效楼面活荷载计算方法与现有计算方法进行实例对比分析.分析结果表明:对于火灾高温作用下具有不同保护涂层厚度的钢结构框架,可根据火灾的燃烧时间和结构构件温度的变化,采用不同的等效楼面活荷载来分析火灾高温对结构受力性能的影响,简化结构的受力计算,判断其极限承载能力的变化.     

高大空间卷烟制丝车间防排烟性能化设计

为分析某高大空间卷烟制丝车间防排烟设计效果,用性能化防火设计的方法、运用FDS火灾模拟软件对其进行火灾模拟。结果显示在不同火灾场景下人员疏散完毕时车间2.00m高度以下烟气层温度、CO浓度和能见度均未达到威胁人员生命安全的性能指标,起火后2400s内不会危及钢结构屋顶的结构安全,多台风机同时排烟是导致烟气较快弥漫的主要因素,高大空间工业建筑设计机械排烟系统时应划分防烟分区,并考虑分时段分区域启动,划分防烟分区的挡烟垂壁高度不宜小于0.70m。     

建筑火灾温度的场网复合模拟

针对多功能建筑模型,构建了场模拟和网络模拟之间的联接平台,对特殊受限空间(着火室和大空间房间)采用场模拟,对体积均匀受限空间采用网络模拟.将场、网单独模拟的结果相互作为彼此交界面的边界条件,实现了模型建筑在特定火灾场景下的场一网复合模拟.复合模拟可以清晰地提供特定火灾场景下特殊受限空间内烟气各物理量分布的详细信息,还可以足够准确地预测建筑内各受限空间的烟气运动特征,满足了求解精度和求解速度的要求.     

钢框架关键构件在火灾环境下安全评价方法

以构件强度和变形限制来判断是否需要加固,达到既不盲目加固又能保障安全的目的。根据钢结构和火灾学理论,采用火灾环境下钢框架关键构件为研究对象,选取火灾荷载密度、火灾持续时间和火灾温度为安全评定主要参数,根据构件的平均应力比来定义该温度工况下的关键构件,运用有限元对一个四层三跨钢框架进行热力耦合分析,提出了钢框架关键构件在火灾环境下的安全评价程序。以一个四层三跨受火钢框架为例,火灾环境下的关键构件承载力已经达到极限状态,不能满足承载力设计要求,需进行结构防火加固或构件替换。此方法可为钢结构建筑火灾安全鉴定及加固提供借鉴参考。     

综合体建筑裙房进深区域火焰蔓延研究

目的 研究综合体建筑中的裙房进深区域对综合体建筑火焰蔓延的影响,为该类建筑的防火设计提供参考。方法 应用火灾数值模拟软件PyroSim建立不同裙房进深条件下的综合体建筑模型,分析该模型在竖向不同连续窗口数量下的温度分布等温线。结果 在不同的裙房进深下,达到危险温度540℃和250℃时,火焰融合高度及火焰高度均随着裙房进深的增加明显下降;随着裙房进深依次增大,温度达到540℃时火焰融合高度下降了1.39%～12.85%;温度达到250℃时火焰高度下降了0.03%～13.99%。结论 增加综合体建筑中裙房进深可以明显降低火焰融合高度,降低火灾危险性。     

钢结构火灾危险性防治技术研究

本文基于笔者多年从事建筑防火设计的相关工作经验,以钢结构建筑的火灾危险性防治为研究对象,分析了钢结构防火的意义,探讨了钢结构火灾防治的相关方法,在此基础上,笔者全面分析了基于防火涂料的钢结构防火技术,相信对从事相关工作的同行有参考意义。     

桥面车辆火灾对斜拉索影响的简化分析方法

桥面车辆火灾的场景多样,对斜拉索造成的影响差别很大.用不同的火灾位置区域代表不同的拉索失效状态和失效根数,可建立桥面车辆火灾对斜拉索影响的简化分析方法.在确定斜拉桥常见火灾类型和拉索失效准则的基础上,分析火灾位置对拉索温度的影响规律,根据有限元计算结果提出通用的拉索失效区域和不同失效根数的区域划分方法,两者结合形成火灾对拉索影响程度的区域,该区域划分结果可以直接指导火灾场景下拉索受影响程度的判断.     

青岛北站大跨钢结构抗火性能研究

提出了一种适用于大跨度、大空间建筑的火灾安全分析方法——性能化抗火设计方法．首先通过火灾场景分析及模拟计算,确定构件的温度,再利用分析软件计算各不同温度下构件的应力,确定需要防火保护的构件．青岛北站主站房建筑结构体系复杂,超大空间的建筑布局,超出现有建筑防火设计的规定,现行规范方法难以满足抗火安全性与经济性要求．基于性能化方法对青岛北站主站房的抗火安全性进行了评估,并根据评估结果确定防火保护措施．