火灾下木构件温度场分布数值模拟研究

木材是可燃性材料,研究木构件的抗火性能具有重要意义。受火后木材表面发生炭化,由于炭化层的导热系数较低,木材表面的炭化层能减缓热量传递并延缓木材燃烧,因此木材受火后传热是一个非常复杂的问题。采用ABAQUS较系统地研究了木构件的截面温度场分布规律,为木构件抗火性能研究提供基础。模型中木构件采用二维平面单元模拟,材料的热工特性参数根据欧洲规范(EN 1995-1-2)取值。分别采用三面受火木梁和四面受火木柱试验结果对数值模型的可靠性进行验证,并进一步研究了木材干密度和含水率对木构件温度场分布的影响。研究表明,材料密度越大,截面相同位置处的温度越低,截面温度上升越慢;而含水率对截面温度分布影响较小。