铝合金板式节点网壳非破坏性火灾响应试验研究

为研究铝合金板式节点网壳结构在实际火灾下的响应,针对一网壳缩尺模型进行了结构受火试验.采用柴油油池火作为火源,考虑不同的火源功率、火源位置和通风条件,设计了8个受火场景.在结构受火试验前,进行了两次柴油燃烧特性试验,并将试验结果与经典羽流模型的预测值进行了对比分析.结构受火试验结果表明:空间温度场在大空间火灾下分布不均匀,且火源位置和火源功率对结构温度场分布具有较大影响;在各受火场景中,大功率火源位于结构角部且通风条件不佳时为最不利火灾场景;在该火灾场景下,所测得的最高空气温度为128℃,而杆件和节点板的最高实测温度分别为92℃和84 ℃;在所有结构模型受火试验过程中,均发现网壳发生起拱变形,但试验结束后变形可恢复,且未观测到其他破坏现象.对试验过程进行数值模拟,结果表明火灾下结构的热膨胀变形可能提升其稳定承载力,因此在设计时建议分别基于有热膨胀变形和无热膨胀变形的结构进行稳定承载力分析,并取两者结果中的较小值作为结构火灾下承载力的设计值.     

火灾下防火装饰一体化钢梁抗火性能研究

为研究采用防火装饰一体化构造的钢梁在火灾下的温度场和承载力,通过基于ANSYS软件建立的分析模型对不同截面尺寸和不同耐火极限的钢梁进行抗火性能研究,并给出了计算钢梁承载力的简化公式,公式计算结果与有限元结果吻合情况较好.     

设有不同防火涂层的钢板剪力墙的抗火性能比较分析

钢板剪力墙作为一种新型抗侧力结构,在高烈度地震区的使用越来越广泛。本文采用有限元软件ABAQUS建立不同防火保护下的钢板剪力墙模型,通过结构的温度应力分布以及变形对不同工况下结构的抗火性能进行了分析。通过研究发现,防火涂层可以大幅度提高钢板剪力墙结构的耐火极限;结构在受火过程中应力发生了重分布现象;对全部构件采用d/λi=0.15厚涂型防火涂料,结构的耐火极限超过3 h,满足一级防火要求,对框架柱采用d/λi=0.15厚涂型防火涂料,其余构件采用d/λi=0.1厚涂型防火涂料,结构耐火极限超过3 h,满足一级防火要求,且这种方法更加经济。     

钢-混凝土组合梁抗火性能试验研究

对两种组合梁形式:主梁式试件(压型钢板肋平行于钢梁)和次梁式试件(压型钢板肋垂直于钢梁)分别进行了抗火试验。试验中量测了试验炉火升温过程,试件的温度和跨中挠度。通过对试验结果的分析发现:由于混凝土板有明显的阻热作用,组合梁中的混凝土板升温较慢,钢梁升温较快,导致钢梁截面温度分布不均匀;由于高温和外力共同作用下,在梁端发生混凝土抗剪破坏,而栓钉由于受到混凝土的保护,温度较低,栓钉仍能正常发挥抗剪连接作用;跨中挠度达到梁跨的1/30后,变形快速增大,随之在跨中形成一条横向贯穿混凝土楼板的主压溃裂缝,产生塑性铰并形成机构,使简支组合梁产生不适于继续承载的变形,达到破坏。     

钢管节点性能化设计的研究现状与关键问题

钢管结构对大跨度公共建筑与中高层建筑来说是一种具有较强性能优势和广泛应用前景的结构形式。虽然钢管节点的静力与疲劳性能研究已经取得较多成果,但与大型结构工程实践提出的要求相比,仍存在许多不足。以性能化设计这一当代结构设计理念的发展趋势为背景,对国内外有关钢管节点力学性能的研究成果进行评述,指出目前主要的不足在于节点刚度评价准则的不完备、节点抗震与抗火性能研究的缺乏。在阐明基于结构整体行为的节点性能化设计概念的基础上,提出钢管节点性能化设计研究应该包括节点性能指标的确定和计算、节点分类准则的建立和考虑结构整体与局部相关性的设计方法的建立等内容。并进一步指出和探讨该研究领域需解决的若干关键技术问题。     

微通道换热器的特性分析及其应用前景

本文分析了微通道内流体的流动及换热特性。微通道换热器具有高传热系数、高表面积—体积比、低传热温差、低流动阻力等特点,因此其效率高,性能优于常规换热器。微通道换热器宜选择导热系数和比热大的工质,有利于增强换热。本文还介绍了微通道结构的优化及其加工方法,三维微通道结构解决了微通道内流量分配不均、微通道分布均匀性差、局部散热不佳等问题,但三维立体微通道加工还存在技术难题。最后结合实际应用,从节约能源的角度分析了微通道换热器的应用前景。     

设有不同防火涂层的钢板剪力墙的抗火性能比较分析

钢板剪力墙作为一种新型抗侧力结构,在高烈度地震区的使用越来越广泛.本文采用有限元软件ABAQUS建立不同防火保护下的钢板剪力墙模型,通过结构的温度应力分布以及变形对不同工况下结构的抗火性能进行了分析.通过研究发现,防火涂层可以大幅度提高钢板剪力墙结构的耐火极限;结构在受火过程中应力发生了重分布现象;对全部构件采用d/λi =0.15厚涂型防火涂料,结构的耐火极限超过3h,满足一级防火要求,对框架柱采用d/λi=0.15厚涂型防火涂料,其余构件采用d/λi =0.1厚涂型防火涂料,结构耐火极限超过3h,满足一级防火要求,且这种方法更加经济.     

瓦斯输送管道水封阻火泄爆技术研究

为指导煤矿瓦斯输送管道水封阻火泄爆装置的正确设计和使用,采用DN500、DN700两种瓦斯爆炸试验管道系统,对管道内不同浓度瓦斯爆炸压力火焰传播规律及2种管径水封阻火泄爆装置阻火泄爆性能进行研究。结果表明:水封阻火泄爆装置安装位置和有效水封高度是影响阻火泄爆性能的关键因素,水封桶内气体流速决定了水封高度和装置阻力损失。为保证阻火泄爆性能,应在装置上设置可靠的水位监测控制系统,管径小于DN500的装置水封桶气体过流面积应大于输送管道过流面积的4倍;使用时,装置安装位置距离爆炸点不大于30 m,控制输送管道气体流速不超过10 m/s。     

低浓度瓦斯安全直接燃烧技术研究

煤矿抽采的低浓度特别是爆炸浓度范围内的瓦斯直接利用存在诸多技术难题,直接排空时也存在安全风险。通过对金属纤维燃烧器和阻火器的阻火阻爆机理研究、实验研究、设计和现场试验,证明在合理的设计参数下,金属纤维燃烧器能够有效阻火、隔热,可将瓦斯爆炸转变为安全燃烧; 金属纤维阻火器能够有效实现管道的阻火、阻爆,隔断瓦斯爆炸的传播。在此基础上研发出处理能力为2 000 m³/h、甲烷体积分数为10%的低浓度瓦斯安全燃烧系统,通过安全分析和工业性试验,证明了该系统的安全性和可靠性,能满足煤矿低浓度瓦斯的处理要求,为爆炸浓度范围内的瓦斯安全排空、减少甲烷排放和瓦斯利用提供了新的技术途径。     

煤田火区气态污染物扩散影响区域模拟研究

为了研究煤火释放出的SO_2、CO的影响区域,选取乌达煤田火区为研究对象,利用高斯烟羽模型对煤自燃释放气体的影响范围和浓度分布进行模拟计算。结果表明:有害气体主要沿着下风向扩散,并且风速越大,同一地点有害气体的浓度越低,风速对气体有一定的稀释作用。同时根据不同位置气体的浓度和《环境空气质量标准》得到达到国家不同标准时最多燃烧点个数。在治理火灾时,应严格控制燃烧点的个数,使空气质量在合理的范围内。