木结构建筑构件耐火性能试验研究

对木结构建筑构件进行一系列标准耐火试验,研究木结构建筑构件的耐火性能、破坏模式以及验证构件的耐火极限值。所测试的构件包括木构架墙体、木构架楼板与天花板吊顶,以及胶合木梁和木柱。研究结果表明,木结构建筑构件具有较好的耐火性能,能达到所要求的耐火极限。木构架墙体和楼板的耐火性能与石膏板的厚度和层数有关。截面尺寸较大的胶合木梁和木柱,因木材炭化速度慢,能保持1.0h以上的承载功能。试验结果为合理确定木结构的耐火性能提供了相关知识和数据。     

轻型木结构墙体传热数值计算与试验研究

应用国产杉木规格材、落叶松结构胶合板、石膏板和保温材料制备了12种轻型木结构墙体,采用传热数值计算和试验测试方法,得到了该墙体中各层材料的温度,并对计算值进行了可靠性验证,分析了墙体温度分布规律及各组成材料对墙体传热的影响.结果表明:轻型木结构墙体材料单元稳态传热数值计算的温度值与试验检测值具有高度一致性,可以采用传热...     

木结构建筑耐火性能研究综述

西南地区村镇住宅大多采用木结构建筑且分布密集,一旦发生火灾,极易引发“火烧连营”的严重后果。因此,西南地区现存的木结构建筑消防安全问题日益严峻。本文从材料层面、构件层面以及结构层面对木结构建筑火灾蔓延的国内外研究现状进行综述,主要包括木材炭化机理、木材炭化速率、木材热解动力学、木构件耐火性能和木结构建筑室内外火灾蔓延规律。同时,结合我国木结构建筑火灾研究现状,对木结构建筑耐火性能、防火措施研究中有待于深入探索的问题进行总结。     

内蒙古草原牧区轻型装配式木结构墙体评价体系研究

基于牧区传统民居墙体的建造容易破坏生态环境的现状,该文采用专家调查法整理并分析了墙体建造过程中需要考虑的各项因素,通过层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）确定了各项发展价值指标的权重,对4种墙体进行了具体评价。研究结果表明发泡聚苯乙烯（Expandable Polystyrene,EPS）模块墙体在草原牧区的综合评价较优,期望通过该研究为内蒙古草原牧区木结构墙体的评价提供参考。     

木结构耐火建筑物与传统木结构建筑设计

根据2000年施行的修改建筑基准法．防火法令对性能规定作了很大的修改。从那以后8年过去了,关于木结构的防火性能．进行了各种研究开发和应用,一些在2000年以前不敢想象的建筑已经成为现实。本文将从性能规定开始．对于城市木结构和大型木结构建筑可以如何有新的发展、木结构耐火建筑的技术开发和传统木结构的防火性能的再评价等研究工作进行介绍。     

国产轻型木结构墙体的稳态热量传递性质

木结构墙体稳态热量传递性质是评价其节能保温的重要指标。为了在引进国外木结构住宅先进技术基础上,推进轻型木结构住宅国产化进程,该研究使用国产材料制备了13块不同构造的轻型木结构墙体,采用热箱-热流计法检测了稳态时墙体的有效传热系数,并通过理论计算,得到了各墙体的理论计算预测值。结果表明,墙体有效传热系数在0.226~0.529 W/(m2.K)之间,除热工级别为IIt级的1、2、3、6号墙体外,其它墙体均为It级,完全适用于中国严寒地区,并满足中国节能65%的墙体传热系数限值要求。通过理论计算预测传热系数设计值与检测值基本相当,可采用理论计算对木结构复合墙体保温性能进行设计。     

现代木结构住宅的耐火性能分析及消防设计探讨

本文通过分析木材的火灾特点及耐火性能,对当前建筑业中新热点——木结构住宅的耐火性能及防火设计提出建议。     

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。     

室内火灾作用下正交胶合木结构受火性能研究

为了研究室内自然火灾作用下可燃的正交胶合木(cross laminated timber, CLT)对CLT房间火灾荷载的贡献和不同层板组成的CLT对火灾的动态影响,开展4次内表面受火面积不同、板材层板组成不同的CLT房间自然火灾试验,直接受火CLT面积占CLT房间内表面积百分比分别为0%、19.8%、36.4%和87.6%;并以双区域模型为基础,建立考虑炭化层脱落的CLT结构室内自然火灾温度场计算模型,对CLT房间火灾试验进行模拟,分析双区域模型应用于CLT结构自然火灾时的有效性及局限性。试验结果表明：CLT受火面积对室内自然火灾发展过程及热量释放影响显著,随着CLT受火面积的增大燃烧速率显著提高,火灾的热释放速率增大;炭化层是否脱落对火灾发展过程影响显著,炭化层脱落时间及区域存在随机性;CLT单层层板厚度越薄,炭化层越早发生脱落;考虑CLT燃烧及炭化层脱落的双区域模型可一定程度上准确模拟CLT房间自然火灾室内空气温度,但是火灾降温阶段双区域模型预测的温度始终低于试验温度。     

Experimental study on fire performance of cross laminated timber structure exposed to compartment fire

为了研究室内自然火灾作用下可燃的正交胶合木(cross laminated timber, CLT)对CLT房间火灾荷载的贡献和不同层板组成的CLT对火灾的动态影响，开展4次内表面受火面积不同、板材层板组成不同的CLT房间自然火灾试验，直接受火CLT面积占CLT房间内表面积百分比分别为0%、19.8%、36.4%和87.6%；并以双区域模型为基础，建立考虑炭化层脱落的CLT结构室内自然火灾温度场计算模型，对CLT房间火灾试验进行模拟，分析双区域模型应用于CLT结构自然火灾时的有效性及局限性。试验结果表明：CLT受火面积对室内自然火灾发展过程及热量释放影响显著，随着CLT受火面积的增大燃烧速率显著提高，火灾的热释放速率增大；炭化层是否脱落对火灾发展过程影响显著，炭化层脱落时间及区域存在随机性；CLT单层层板厚度越薄，炭化层越早发生脱落；考虑CLT燃烧及炭化层脱落的双区域模型可一定程度上准确模拟CLT房间自然火灾室内空气温度，但是火灾降温阶段双区域模型预测的温度始终低于试验温度。     

燕尾榫节点梁柱式木框架抗火性能试验研究

为研究燕尾榫节点木框架的抗火性能，制作了4榀燕尾榫节点单层单跨木框架试件，开展了1榀木框架在常温下静力加载试验，以及3榀木框架在ISO 834标准升温条件下的持载高温试验，分析了高温下梁上的持荷水平对木框架破坏模式的影响。静力加载试验中，木框架在荷载-位移曲线上升阶段20~30kN时刚度显著增大，到破坏荷载80kN后刚度下降；临近破坏荷载时，榫头底部受压屈服，且榫头有从卯口拔出的趋势，木梁榫头部位约在二分之一高度处突然劈裂破坏，破坏时呈现明显的脆性。抗火性能试验表明，梁上的持荷水平对榫头上部的测点温度分布有较大的影响，而对榫头下部、木梁、木柱的温度分布基本无影响；持荷水平对框架的破坏模式有较大的影响，持荷水平较低的试件KJ1，其破坏模式是跨中挠度的变形速率超过规范允许的限值，耐火极限为38min，破坏具有一定的延性，而持荷水平较高的试件KJ3，其破坏模式为梁端榫头发生破坏，耐火极限为23min，破坏具有突发性。     

排烟（气）道耐火性能试验研究

排烟（气）道是重要的建筑构配件,可减少火灾损失、确保人民生命、财产安全。采用标准实验方法对排烟（气）道耐火极限进行了测试,研究了不同管道厚度、不同水泥砂浆厚度下排烟（气）道的耐火完整性与耐火隔热性,实验结果对于JG/T 194-2018《住宅厨房和卫生间排烟（气）道制品》标准的实施有重要的参考价值,就此提出了相应的改进措施和建议,以优化排烟（气）道制品。     

预制混凝土无机保温夹心外墙体抗火性能试验研究

为了研究内、外叶钢筋混凝土墙板、无机保温砂浆板及FRP连接件组成的预制混凝土无机保温夹心外墙的抗火性能,按照ISO 834升温曲线对其进行抗火性能试验,试件包括:有保温层墙体W1(受火60 min)、无保温层墙体W2(受火60 min)和有保温层墙体W3(受火180 min)。研究表明:3个试件沿截面厚度方向温度场呈非线性分布,外叶墙距迎火面30 mm范围内,温度梯度较大,而内叶墙温度受火灾影响较小;试件W1、W2和试件W3跨中区域的背火面平均温升分别为10.7、29.7℃和49.5℃,FRP连接件最高温度分别为435.5、389.4℃和763℃;实测最大跨中挠度分别为14.2、51.7 mm和102.3 mm,无机保温砂浆板可增加墙体抗弯刚度,减小墙体挠度;试件W1、W2在受火60 min情况下,满足GB/T 9978.1—2008《建筑构件耐火试验方法》和ASTM E119所规定的完整性、隔热性和变形等要求,试件W3在受火180 min情况下,墙体耐火极限约为89 min。     

清式木结构建筑斗拱耐火性能的试验研究

通过3攒清式木结构斗拱耐火性能的足尺明火试验,研究不同防火处理方式对斗拱耐火性能的影响规律。选取单翘单昂五踩平身科斗拱为研究对象,火源采用木垛火。结果表明:明火试验中,斗拱试件单才瓜拱、单才万拱、厢拱等组件首先被引燃且燃烧持续时间最长,炭化较严重。未进行表面处理的斗拱组件燃烧火焰与木垛火源叠加,火苗高度较高;组件阻燃涂料浸渍的斗拱试件受火过程中组件木材未被引燃。随着受火时间增加,不同位置的温度大部分有不同程度的升高,不同试件距边缘相同位置处的温度变化规律大致相近。各组件沿其轴线方向的炭化不均匀,且各组件炭化速度与空间位置和原始尺寸有关。翘、单才瓜拱、厢拱、单才万拱和外拽枋等组件的宽度和高度方向的炭化速度均较高。表面未处理试件各组件炭化速度为0.5～1.0mm/min,表面喷涂阻燃涂料试件各组件炭化速度为0.1～0.9mm/min,组件采用阻燃涂料浸渍处理试件各组件炭化速度为0.1～0.7mm/min。     

高性能混凝土框架火灾反应与抗火性能研究

本文从平面框架入手,通过对三榀相同尺寸和相同持荷情况下的单层单跨矿渣高性能混凝土框架结构的火灾试验,研究了高性能混凝土框架结构的火灾反应和抗火性能特点。通过对火灾中框架温度场、位移反应等的分析以及火灾后框架表面裂缝、颜色和残余变形等的对比,分析了不同混凝土强度等级、有无外掺聚丙稀纤维对矿渣高性能混凝土框架结构火灾反应和抗火性能的影响。研究表明,在800℃左右火灾作用下,矿渣高性能混凝土框架结构具有良好的抗火性能,高性能混凝土的强度等级提高对结构火灾破坏前承受变形的能力是有益的;由火灾引起的构件轴向变形和内力重分布导致在梁柱节点存在较大的内力;框架作为超静定结构,梁柱在火灾中的刚度退化情形不一致,对整体结构的抗火性能明显不利;而聚丙稀纤维的掺加增加了火灾中混凝土温度裂缝的产生,但提高了降温时结构的变形恢复能力。     

空心注水铝合金构件的耐火性能试验研究

铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀性好、可挤压成型、可循环利用等优点,在建筑结构中的应用越来越广泛,但铝合金结构的耐火性能较差.利用自行设计并搭建的铝合金结构注水防火保护实验平台,开展了无保护铝合金构件、注水铝合金构件、通水铝合金构件受火试验.试验结果表明:无防火保护的铝合金空心构件耐火性能极差,在一定荷载作用下极短时间内就发生了屈服;水的存在可提高铝合金空心构件的耐火性能,延缓铝合金构件的失效时间;在火源和水流的共同作用下,火源、铝合金空心构件、水流存在动态的热平衡,水流量对铝合金结构注水防火保护的效果有较大影响,随着流量的增大,冷却控温效果更好.     

轻型木结构建筑外墙火灾蔓延试验研究

搭建实体火灾试验平台,对窗口溢出火焰沿木骨架组合外墙竖向蔓延特性进行研究。根据不同的外墙饰面材料及构造设置3种典型的工况,分析火焰蔓延、炭化情况以及不同位置温度随时间的变化。结果表明,对于硅酸钙板作外饰面层且无空腔的构造,外墙火灾蔓延危险性最小;对于带空腔的水泥挂板构造,水泥挂板在火焰高温作用下出现变形和破裂,导致空腔后面OSB板被引燃,火焰和烟气沿空腔向上蔓延;对于带空腔的阻燃木挂板构造,外挂板在窗口火作用下经历了引燃、平缓燃烧、剧烈燃烧三个阶段,最终出现失控的火蔓延。对于带空腔的外墙构造,金属泛水条有助于减缓火灾的竖向蔓延。