交错层积竹板抗火性能数值分析
2021-07-13耿功伟吕清芳
黄 明 杨 航 刘 烨 耿功伟 吕清芳
(1 东南大学建筑设计研究院有限公司 南京 210096;2 东南大学土木工程学院 南京 211189;3 四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室 成都 610065)
近年来,随着我国大力倡导“绿色建筑”,强调“环保意识”,竹木材料作为天然绿色建筑材料,得到了迅猛发展。我国竹类资源丰富,竹种植面积和蓄积量均居世界首位[1],竹材作为结构用材拥有广阔的应用前景。现代竹结构从制作材料上大致分为原竹结构与工程竹结构[2]。竹材为各向异性材料,顺纹和横纹方向的力学性能差异较大。交错层积竹(Cross-Laminated Bamboo,简称CLB)是由正交胶合木(Cross-Laminated Timber,简称CLT)材料演变而来,其相邻2层竹层板垂直交错层积[3],实现了良好的双向力学性能,具有良好的工程应用前景。
竹材与木材均为可燃性的建筑材料,在火灾情况下材料吸热升温,随后材料中的水分开始蒸发;随着温度继续升高,又会发生材料的快速热分解,产生质量损失。König[4]提出,在木材在燃烧过程中主要有3种热传递形式:传导、辐射和对流。Lau等[5]发现,影响木材分解燃烧的主要因素为外部温度场、树种和密度;影响木材热量交换的主要因素为树种、含水率、渗透和其他形态学因素。Spearpoint等[6]研究发现,木材炭化层能够起到降低热量传递速率,能够对内部材料起保护作用,并且由于收缩与内部应力梯度的影响,炭化层的裂缝分布类似于鳄鱼皮。Knig[7]简化了木材抗火性能分析,仅将其分为炭化层与非炭化层;Zeeland[8]将其分为炭化层、热层(Hot layer)、温层(Warm layer)和冷层(Cold layer);……
