村镇建筑新型木-钢复合望板耐火性能研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:finney_young
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在我国黔东南桂西北等地的村镇建筑中木材是主要的建筑材料,木材可燃性是导致村镇建筑中发生火灾的根本原因之一,由于我国城乡二元制的壁垒依旧存在,城乡的发展存在差异,乡村基础设施的建设不完善,村镇的用火用电不规范,导致村镇建筑中火灾的发生频次依旧不减。传统村镇建筑中的望板耐火性能较低,整体性差,本文在传统望板的基础上增加一层镀锌钢板和木板,形成一种新型复合望板,通过有限元模拟软件对传统望板与新型复合望板的耐火极限以及受火后的力学性能进行全面研究。主要内容及结论如下:(1)采用FDS仿真模拟软件分别建立了具有传统望板和新型复合望板的火灾模型,通过火灾模拟分析得出结论,具有新型复合望板的木结构建筑相比于具有传统望板的木结构建筑具有更长的耐火时间,同时也得到了两种屋顶望板处的温度与时间的变化曲线,将望板分成三种不同的受火区域,通过Origin软件进行数据处理和图形的拟合得到了自然状态下的分区升温曲线以及拟合方程。(2)采用ABAQUS有限元模拟软件,在自然升温曲线作用下,对传统望板与新型复合望板进行温度场模拟分析,从模拟结果中可以看出,随着时间以及温度的增加,望板的炭化区域越来越大,炭化层越深的区域温度相对较低,传统望板与新型复合望板在结构不同的情况下,由于有一层镀锌钢板的存在,降低了上层望板的升温速度,新型复合望板具有更好的保温隔热性能。(3)在对传统望板与新型复合望板的温度场分析的基础上,采用热应力顺序耦合模型的形式,在ABAQUS中对两种望板进行结构场的模拟分析,结果表明在同等荷载作用下,新型复合望板的耐火时间更长,具有较好的整体性以及耐火性能,传统望板按其最大挠度计算的极限耐火时间为38min15s,望板最大挠度为87.54mm,新型复合望板按其最大挠度计算的极限耐火时间为48min5s,望板最大挠度为52mm,耐火时间相比于传统望板提高了26.22%。(4)采用ABAQUS有限元软件模拟了新型复合望板中木板的板厚与镀锌钢板的厚度对极限耐火时间的影响,结果表明增加木板厚度和镀锌钢板的厚度对望板的耐火时间和结构整体性均能提高,在改变望板厚度工况下,相比与对比工况,新型复合望板的耐火性能分别提高了8.39%、15.38%。在改变镀锌钢板厚度工况下,相比与对比工况,新型复合望板的耐火性能分别提高了6.29%、12.59%。
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