两边简支的预制混凝土无机保温夹心墙体抗火性能试验研究

开展了一种新型预制混凝土无机保温夹心墙体抗火试验研究,该墙体由内、外叶钢筋混凝土墙,无机保温砂浆夹心层及FRP连接件组成.试验按照ISO 834升温曲线受火60min(炉膛最高温度为945℃),重点对预制混凝土无机保温夹心墙体在火灾下的破坏形态、温度场分布、耐火隔热性等进行研究.研究表明:在受火60min情况下,外叶墙(即下叶墙)中FRP连接件的最高温度为443.5℃,迎火面最高温度649℃,背火面最高温度22.2℃;预制混凝土无机保温夹心墙体满足《建筑构件耐火试验方法》(GB/T 9978.1-2008)规定的墙体承载力、完整性和耐火隔热性要求,同时也达到《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)(2018年版)中规定的非承重外墙耐火极限60min要求.     

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。     

箱板装配式组合墙耐火极限研究

箱板装配式组合墙具有良好的抗震性能，为使组合墙在实际工程中满足设计标准要求的耐火极限，对其设计了抗火构造措施，并建立了耐火极限分析模型。模型中对组成抗火构造措施的各部分：岩棉厚度、龙骨间距和开孔排数、石膏板层数和厚度、覆面板材种类、高厚比、轴压比进行参数分析。结果表明，当岩棉厚度超过100 mm后，增加岩棉厚度能更加有效地提高墙体的耐火极限；增加受火面覆面板材厚度和层数也可大幅度提升耐火极限；轴压比对耐火极限影响显著，而龙骨间距和开孔排数几乎无影响。根据上述分析结果提出抗火优化设计方法，为箱板装配式体系防火设计提供理论支持。     

预制夹芯保温墙体棒状FRP连接件有限元模拟分析

FRP连接件是超低能耗预制夹芯保温墙体中的关键构件,其抗拔抗剪性能直接影响了预制夹芯墙体的力学性能。本研究使用ANSYS有限元模拟软件,对超低能耗预制夹芯保温墙体中FRP连接件进行抗拔及抗剪试验模拟,研究直径16 mm、18 mm、20 mm三类FRP连接件试件的力学性能。结果表明：1)FRP连接件抗拔性能较好,试件抗拔性能均满足规范要求,抗拔试验模拟的破坏形式均为混凝土板的劈裂破坏,试件破坏时FRP连接件均完好。2)FRP连接件抗剪性能较差,夹芯墙板内外叶板易出现较大竖向相对位移,抗剪承载力试验中只有当连接件直径达到20 mm时,试件抗剪承载力及内外叶墙体之间的相对位移达到规范要求。     

预制混凝土夹心保温墙体FRP连接件试验方法综述

目前工程中常用的预制混凝土夹心保温墙体连接件主要有不锈钢连接件和纤维增强复合材料(FRP)连接件两类。其中,FRP连接件强度高、导热系数低、耐腐蚀性能和抗火性能较好,应用前景广阔。内力分析表明,FRP连接件在混凝土板中拔出和剪切承载力是影响墙体安全的关键因素。此外,FRP连接件在混凝土碱环境中的耐久性以及配FRP连接件的预制夹心保温墙体的抗火性能也是影响墙体全生命安全的关键因素。系统总结了当前常用的FRP连接件力学性能、耐久性能以及抗火性能试验方法,对其优缺点进行了对比与分析,并提出了相应的选用建议。     

彩钢复合夹芯板建筑体燃烧性能试验研究

采用大尺度实体火试验方法,综合分析比较了岩棉、B1级聚氨酯、B1级聚苯乙烯彩钢复合夹芯板建筑体的试验现象、火焰蔓延特性、环境温度等燃烧特性试验数据。结果表明,岩棉芯材彩钢复合夹芯板相对安全,聚氨酯芯材彩钢复合夹芯板建筑体因板缝拼接处采用可燃软质泡沫存在安全隐患,聚苯乙烯芯材彩钢复合夹芯板在试验过程中出现全面燃烧,火灾危险性很大。     

火山渣砼空心小砌块夹芯墙性能试验

夹芯墙是复合墙体，由两部分组成：空心墙体和填充芯材。见图1。图1夹芯墙空心墙（空腔墙）体（图2）就是内片墙（190砌块组砌）和外片墙（90砌块组砌）中间留110毫米的缝组成墙体，主要用于外墙。中间缝可大可小，不填充可防止潮气贯穿；填充砂浆或破可改变墙体的力学性能；若填充保温材料，可改善墙体的总保温性能。为什么是110毫米的缝而不是其他尺寸，这是由墙体的厚度必须符合砌块模数所致。也是保温材料的热工性能所要求的。夹芯材料主要有聚乙稀泡沫苯板、珍珠岩、岩棉等高效保温材料。实际在工程选用哪种保温材料，要根据保温方式：…     

严寒地区XPS板外墙外保温系统温度应力模拟研究

通过对薄抹灰与厚抹灰两种构造形式的XPS板外墙外保温系统进行温度应力模拟分析,选出适合于严寒地区使用的构造。利用有限元分析方法,模拟在不同温度工况下,两种构造在面层材料、XPS板厚度与拼接方式等变化时相应的温度应力状况,并对模拟数据进行比较分析。薄抹灰XPS板外墙保温构造在外界环境温度变化时,其面层砂浆产生的应力明显超过添加胶粉聚苯颗粒的厚抹灰构造,厚抹灰构造使抗裂砂浆面层的温度应力有所减小,系统抗裂能力得到提高。胶粉聚苯颗粒层达到20 mm以上的厚抹灰构造,其温度应力变化可满足系统抗裂要求,适合在严寒地区应用。     

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。     

箱板装配式组合墙温度场数值模拟分析

在确定箱板装配式组合墙各组成部分的热工参数、受火面和背火面的边界条件、接触条件等关键问题后，采用有限元分析软件ABAQUS建立其温度场分析模型，并用相关试验分析结果验证分析模型的有效性，得到了火灾下组合墙及其关键测点的全过程温度场分布规律，并对各组成部分进行参数分析。结果表明：岩棉厚度、覆面板材的种类、层数和厚度对组合墙内部温度场分布影响较大，其他因素影响较小。最后根据分析结果提出组合墙的抗火设计思路和关键温度控制点的温度预测式。