钢筋混凝土框架结构火灾反应全过程数值分析

目的 从火灾场景的模拟、构件内温度场和结构的变形反应三个方面对钢筋混凝土框架结构的火灾全过程进行研究,为抗火设计提供参考.方法 采用火灾模拟软件FDS对某商场首层火灾进行模拟,并对火灾下温度分布过程进行了研究,在此基础上利用ANSYS有限元分析软件对火灾条件下的构件进行温度场分析和变形分析.结果 边柱、中柱以及节点处温度靠近构件截面内部温度逐渐降低,且升温速率趋于缓慢.节点核心区的温度较周围的梁段和柱段偏低.各跨中挠度达到耐火极限的时间满足规范要求,结构各构件相继失去承载能力而发生倒塌.结论 火灾模拟软件FDS得到的实际火灾升温曲线与国际标准火灾升温曲线相比温度偏低,采用国际标准升温曲线进行结构分析是偏于保守的,因此笔者建议将FDS对火灾的模拟结果作为结构分析的依据.     

建筑物火灾烟气流动性状预测

述及国家自然科学基金资助项目《建筑物火灾烟气流动性状预测》的主要研究成果。介绍建筑物火灾烟流数学模型及其应用软件,并将数值模拟结果与实体火灾试验结果进行比较。     

建筑物火灾性能化研究中的核心问题及其进展

建筑物性能化防火设计的核心是建立火灾场景、设定火灾和进行火灾及烟气发展过程的模拟。这几个环节在进行性能化防火设计时至关重要,任一个环节的设定、简化不合理都会使得模拟结果与实际结果之间产生较大的偏差。本文分析、介绍了在这几个环节中的重点以及特别需要注意的问题,着重分析了用场模型模拟计算火灾及烟气发展时的一些核心问题及其相关研究中已取得的进展。     

民用建筑物室内燃气泄漏火灾的数值模拟

目的分析燃气流速及室外风速变化对建筑物内燃气泄漏火灾蔓延的影响．为火灾发生时火场内人员逃生及灭火救援提供理论指导．方法使用标准κ—ε湍流模型和非预混燃烧模型，对民用建筑室内燃气泄漏火灾蔓延情况进行数值模拟．结果得到了不同边界条件下室内燃气火灾的温度场及组分浓度场的分布情况，并对结果进行了对比、分析．结论当燃气流速在0．5～2．0m／s之间时，火灾热烟气层最慢将在5min之内降至距地面2m处，将对火灾中人员生命安全造成很大的威胁．当可燃物较少的情况下，室外风的吹入将对室内燃气泄漏火灾有稀释作用．     

秦皇岛市某仓库三种火灾蔓延等级下火灾特性的数值模拟研究

火灾是危及人民生活的最频繁灾难之一,科学防火成为未来消防安全的重要方向.火灾发生时会产生大量的热,并同时释放对人体有害的燃烧产物.文中以秦皇岛市某仓库为例,使用流体动力学软件Fluent对中等、快速和极快三种火灾蔓延等级下火灾特性开展数值模拟.分析火灾发生后,温度场的分布特性和燃烧产物(CO、CO2)的流动特性,及其影...     

变截面门式刚架梁连接节点在局部火灾下的温度场研究

采用有限元方法,对门式刚架梁连接节点在局部火灾作用下的温度分布进行了数值模拟分析,得到温度场分布云图及其分布规律,并与试验结果进行对比分析,为基于局部火灾下钢构件的温度场分布提供有效的有限元模拟方法．     

预应力混凝土连续板不同跨受火火灾行为

为了研究三跨连续板不同跨依次受火作用下的火灾行为,对4块尺寸为12.6m×1.5m×0.12m的无粘结预应力砼连续板进行了火灾试验.试验考虑了连续板中跨和边跨在不同时间段发生火灾及负弯矩区负筋长度两种因素,在实现ISO标准升温的前提下,给出了板中水在火灾中全过程变化现象以及板在火灾作用下裂缝发生、扩展及最终形式,重点研究了板的变形、破坏机构的形成、预应力筋中拉力的变化,板中温度场以及支座支反力的重分布情况.通过对试验结果的分析,揭示了破坏机构形成和支反力重分布的原因,指出了板中温度场的分布情况及预应力筋拉力的变化特征.     

受压焊接空心球节点火灾下的性能分析

基于火灾下网格结构的性能和受力特征,根据欧洲规范和国际标准升温曲线(ISO834),对单向受压焊接空心球节点火灾下的性能进行了非线性有限元数值模拟,分析了节点的温度场分布规律和影响因素.通过分析火灾下节点的应力和位移变化特征,确定了其破坏模式.结果表明:增大焊接钢管的壁厚和降低焊接空心球实际承受的荷载可以有效地延长受压焊接空心球节点的极限耐火时间;钢管根部是火灾下受压焊接空心球节点的薄弱环节.     

火灾下大跨度钢桁架拱桥结构性能分析

为研究汽车火灾对大跨度钢桁架拱桥结构受力性能的影响,以主跨为240 m的某下承式钢桁架拱桥为研究对象进行受火分析计算. 首先利用火灾模拟软件FDS对两种典型火灾场景进行数值模拟获得火灾温度场分布,然后通过有限元瞬态热分析确定火灾区域构件的温度分布,再通过ABAQUS热-结构耦合分析桥梁在不同火灾场景下结构性能的变化. 结果表明:钢桁架拱肋在油罐车火灾作用下受火构件的最高温度达540 ℃;主要传力构件在温度为430 ℃时屈服,达到承载能力极限状态,热膨胀效应与内力重分布导致附近构件的应力增幅达60~180 MPa;桥面竖向位移变化最大为115 mm,最大横向高差为108 mm. 油罐车火灾主要对火源附近3根吊索的温度场产生影响,受火吊索索力减小使得桥面下挠33 mm,主梁应力增大35 MPa.     

建筑火灾相似模拟试验初探

本文是从流体力学与燃烧物理学的普遍原理出发,就建筑物内起火室所发生的火灾现象的相似模拟问题,对著者曾与四川省消防科学研究所共同承担的“小天井住宅楼火灾小比尺模拟条件(相似条件或相似准则)的推求,是借助于普遍表征燃烧混合物的气、固相各种可燃物组分的诸守恒定律,即质量守恒、动量守恒和能量守恒等方程式,并通过对上述方程式的相似变换而得到的.最后,通过对所得相似条件的分析,著者对再现建筑火灾的精确的相似模拟与近似的相似模拟问题,提出了粗浅的看法与结论.     

微型计算机在高层建筑消防控制系统中的应用及实现方法

消防控制系统是高层建筑保证安全防火的必要设备。本文以高层建筑自动消防为主要目标,讨论了一种实用的微机消防控制系统方案在设计时所涉及到的一些问题及其实现方法。     

CODIC算法在火控计算机应用中的改进

推导了计算机定点运算中计算坐标转换的统一的CODIC算法公式。给出了定点计算三角函数、开平方等初等函数的误差分析,并对该算法进行了改进,使计算精度达到火控总体的要求。在同等精度要求下,改进后的CODIC算法比级数展开法节省机器时间大约50%以上。此改进算法已应用于简易火控系统,取得了好的效果。     

高层住宅给排水及消防系统的设计

上海市光鸿花苑住宅小区为高层住宅建筑小区。本文介绍了其中一栋30层的住宅建筑给排水设计。生活给水和消防给水采用比例式减压阀分区减压，消防减压孔板的设置根据计算确定，排水系统采用分流制；对设计中经常遇到的一些问题谈了一些体会和看法。     

双跨变截面门式刚架在局部火灾下的温度反应

采用有限元法对门式刚架结构中的变截面梁在局部火灾作用下的温度分布进行了数值模拟分析。考虑了温度变形的几何非线性、杆件截面温度不均匀分布等因素的影响,为局部火灾下整体结构的抗火性能研究提供了有效的数值模拟方法。     

建筑结构地震火灾效应分析方法

为在建筑结构设计时考虑地震引发火灾对建筑结构的作用和影响,提出建筑结构地震火灾效应分析计算方法,此方法结合结构地震反应分析与火灾热力反应分析,通过简化的建筑结构地震损伤模型,考虑地震损伤的同时,连接结构的热传导分析与热力分析,从而实现地震火灾效应计算。运用此方法对一单层和一多层混凝土框架分别进行了分析,并与没有考虑地震损伤时框架的高温试验结果进行了对比,分析结果表明,考虑地震作用后的结构在火灾下的破坏形态可发生改变,结构耐火极限随着地震作用的增加而降低。     

基于分布式光纤传感技术的封闭空间火源精确定位方法研究

为了解决封闭空间火源精确定位困难的问题,文中提出了一种基于拉曼散射的分布式光纤传感技术的火源精确定位方法,对比分析了分布式拉曼测温系统在温度测量领域的优势,简化了封闭空间火场的火源模型,在分析温度与后向拉曼散射光的关系特性的基础上,给出了传感光纤布阵方案和火源粗略、精确定位的数学模型,并通过实验验证了方法的有效性,实验结果表明本方法定位误差范围可控制在54cm^2以内.此方法解决了封闭空间火灾火源定位精度低的问题,为分布式光纤传感技术在二维、三维空间传感领域提供了一定的理论基础.     

钢结构柱防火保护设计及造价研究

介绍了工程界常用的几种针对钢结构的防火保护方法,结合某实际工程,采用几种方法分别对某型钢柱进行防火保护设计,对各种方法的防火效果和造价进行对比分析和评价,可为实际工程提供参考。     

高温火灾下约束钢梁挠度非线性分析

在真实火灾环境下对于大空间,火源位置的变化往往会导致温度场轴向和截面的非均匀改变。本文采用ANSYS有限元分析软件,对固支约束钢梁在三面受火情况下的最大挠度进行分析,首先假设温度场轴向非均匀分布,在此基础上进一步假设截面方向也存在非均匀分布,并与轴向均匀温度场下钢梁的最大挠度进行比较。     

Fire behaviour of multiple fires in a mine drift with longitudinal ventilation

The fire behaviour involving multiple fires in a mine drift with longitudinal ventilation was analysed. The conditions and fire phenomena occurring were described. The analysis was based upon experimental data from model-scale fire experiments. A fire involving several fuel items may lead to flames tilted horizontally and filling up the entire cross section, leading to earlier ignition, higher fire growth rates, higher fire spread rate and severe fire behaviour. Longer flame lengths will also result due to decreased air entrainment. A correlation for the continuous flame length was proposed. The results of the analysis will help identifying and preventing potentially dangerous fire situations with several large combustible items distributed along a mine drift.     

某高速公路桥梁火灾事故的数值模拟研究

首先介绍了火灾事故基本情况,然后利用数值模拟技术对整个火灾过程进行了数值重构。计算结果分析发现数值模拟结果基本符合现场勘查情况。环境风对现场的温度场和烟气流动影响明显。燃料的流淌火特性导致火灾蔓延至桥梁支座底部,造成较为严重的混凝土爆裂现象,对桥梁的力学损伤比较严重,尤其是损伤部位在支撑点处。而桥面火灾虽然造成大面积的爆裂,但是爆裂深度较浅,并且上部为混凝土覆盖层非桥梁本身,危害较小。建议桥梁修复时换掉支座底部爆裂严重的片梁,同时对桥面爆裂部分进行常规混凝土修复。本文的研究对桥梁火灾后的检测和修复具有一定指导意义。