油池火作用下鋼管混凝土柱的溫度場(chǎng)分布研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代建筑的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜多樣化，對(duì)建筑材料與結(jié)構(gòu)的要求越來(lái)越高，因此鋼管混凝土柱應(yīng)運(yùn)而生，由于其優(yōu)越的性能，在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此，在研究建筑火災(zāi)中，對(duì)火災(zāi)作用下的鋼管混凝土柱的熱行為研究具有重大意義。本文的主要研究?jī)?nèi)容是油池火作用下及作用后鋼管混凝土柱的溫度場(chǎng)分布。
　　本文在ISO9705實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開展了鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)分布的實(shí)驗(yàn)研究工作，分別在開敞空間條件下與標(biāo)準(zhǔn)燃燒室受限空間條件下，以正庚烷為

2、燃料，通過(guò)改變油盤尺寸與燃料質(zhì)量來(lái)模擬不同的火災(zāi)場(chǎng)景，鋼管混凝土柱受火方式為四面受火，對(duì)不同火災(zāi)場(chǎng)景下的鋼管混凝土柱的三維溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，研究得到不同工況條件下油池火作用下及作用后鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)分布規(guī)律。
　　論文首先以開敞空間，油盤尺寸為60cm×60cm，正庚烷質(zhì)量為10kg的實(shí)驗(yàn)工況HS3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為例，對(duì)鋼管混凝土柱橫截面、表面縱向和核心混凝土縱向的溫度分布規(guī)律進(jìn)行了分析。在開敞空間條件下，對(duì)不同油池火作用下鋼管混凝土

3、柱溫度場(chǎng)分布的實(shí)驗(yàn)研究，油池火油盤尺寸的大小分別為40cm×40cm、50cm×50cm、60cm×60cm、70cm×70cm、80cm×80cm，燃料質(zhì)量分別為10kg、15kg、20kg，對(duì)這幾種實(shí)驗(yàn)工況下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，從火災(zāi)動(dòng)力學(xué)因素分析，分別研究熱釋放速率、火場(chǎng)持續(xù)時(shí)間對(duì)鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)的影響。
　　對(duì)開敞空間與受限空間條件下，鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)分布的對(duì)比研究，分別在開敞空間與受限空間條件下，火場(chǎng)環(huán)境的油池火

4、分別為油盤尺寸40cm×40cm、60cm×60cm、80cm×80cm，燃料質(zhì)量均為10kg，從熱量傳遞方式和受限空間燃燒特點(diǎn)兩個(gè)角度出發(fā)，研究受限空間對(duì)熱反饋的促進(jìn)作用與通風(fēng)的抑制作用對(duì)鋼管混凝土柱溫度場(chǎng)分布的影響。
　　研究結(jié)果表明，鋼管混凝土柱縱向溫度分布與橫向溫度分布一樣都存在明顯的溫度梯度;鋼管混凝土柱表面溫度變化受火場(chǎng)熱釋放速率影響較大，而內(nèi)部混凝土的溫度變化則主要受火場(chǎng)持續(xù)時(shí)間的影響，混凝土的最大溫差達(dá)到110℃;