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石化钢结构火灾后材料力学性能研究

作　者: 潘俊武
导　师: 王晓纯; 白玉星
学　校: 北方工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 烃类火升温速率纤维素火升温速率自然冷却水喷淋冷却 Q235力学性能
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着我国经济的发展,社会对石化产品的需求量日益增长。在此前提下,石化企业应对火灾灾害,需要提高的不仅仅是钢结构的抗火能力,更需要提高发生火灾后尽快恢复生产的能力。但是我国现阶段钢结构抗火性能研究存在“重抗火,轻修复”的情况,且大量的研究集中在灾中阶段,即主要研究了火灾中钢结构构件/材料的性能变化,而对于火灾后钢结构构件/材料的性能变化缺少相应的研究。本课题组前期开发设计了一套相对完整的火灾试验装置,该装置采用液化石油气为燃料,可模拟多种火灾升温过程。在此基础上,本文进行了后期开发和完善,真实的模拟了烃类火升温过程和标准火升温过程。通过使用该设备,本文进行了Q235试件在经历石化企业烃类火火灾并冷却后的力学性能变化试验,完善了目前普遍采用的电阻升温试验中无法准确模拟火灾温度荷载的不足。本文共使用204块试件,分别进行了烃类火火灾自然冷却试验、纤维素火火灾自然冷却试验；烃类火火灾水喷淋冷却试验、纤维素火火灾水喷淋冷却试验,研究了Q235材料在试验前后的力学性能变化。试验结果表明,不同的火灾(烃类火火灾和纤维素火火灾)对Q235材料的力学性能的影响有较明显的不同；不同的冷却方式对Q235材料的力学性能的影响明显不同。本文工作对深入研究石油化工企业钢结构材料抗火性能,石化企业火灾后鉴定评估以及石化企业钢结构建筑火灾后的修复使用提供了基础数据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 火灾后石化钢结构材料的性能评估  8-10
  1.2 石化企业建筑防火概况  10-11
    1.2.1 石化企业火灾危险性分类  10-11
    1.2.2 石化企业的灭火方式  11
  1.3 本文的主要工作  11-13
2 火灾冷却后钢材力学性能试验方法  13-23
  2.1 试验方案的介绍  13-16
    2.1.1 试件的制作  13-14
    2.1.2 火灾试验方案  14-15
    2.1.3 力学拉伸试验方案  15-16
  2.2 试验设备  16-21
    2.2.1 TLH-1型燃烧试验炉  16-17
    2.2.2 信息采集系统  17-18
    2.2.3 汽化炉  18-20
    2.2.4 红外测温枪  20
    2.2.5 高温防护服  20-21
    2.2.6 万能试验机  21
  2.3 火灾试验操作流程  21-23
3 火灾目然冷却后钢材力学性能试验研究  23-52
  3.1 烃类火火灾自然冷却后钢材力学性能试验  23-28
    3.1.1 烃类火火灾试验方案  23-27
    3.1.2 烃类火火灾后试件表观变化  27-28
  3.2 纤维素火火灾自然冷却后钢材力学性能试验  28-34
    3.2.1 纤维素火火灾试验方案  28-33
    3.2.2 纤维素火火灾后试件表观变化  33-34
  3.3 火灾试验结果与分析  34-50
    3.3.1 烃类火火灾试验结果与分析  34-42
    3.3.2 纤维素火火灾试验结果与分析  42-50
  3.4 小结  50-52
    3.4.1 烃类火火灾自然冷却后钢材力学试验  50
    3.4.2 纤维素火火灾自然冷却后钢材力学试验  50-52
4 火灾水喷淋冷却后钢材力学性能试验研究  52-80
  4.1 烃类火火灾水喷淋冷却后钢材力学性能试验  52-57
    4.1.1 烃类火火灾试验方案  52-56
    4.1.2 烃类火火灾后试件表观变化  56-57
  4.2 纤维素火火灾水喷淋冷却后钢材力学性能试验  57-62
    4.2.1 纤维素火火灾试验方案  57-61
    4.2.2 纤维素火火灾后后试件表观变化  61-62
  4.3 火灾试验结果与分析  62-78
    4.3.1 烃类火火灾试验结果与分析  62-70
    4.3.2 纤维素火火灾试验结果与分析  70-78
  4.4 小结  78-80
    4.4.1 烃类火火灾水喷淋冷却后钢材力学试验  78-79
    4.4.2 纤维素火火灾水喷淋冷却后钢材力学试验  79-80
5 不同升温速率火灾后钢材力学性能对比分析  80-95
  5.1 自然冷却条件下不同升温速率的试验数据对比分析  80-87
  5.2 水喷淋冷却条件下不同升温速率的试验数据对比分析  87-95
6 结论  95-96
参考文献  96-98
在学研究成果  98-99
致谢  99

石化钢结构火灾后材料力学性能研究

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