火灾高温下，夹芯复合材料的热工性能和力学性能都发生了显著地降低，近些年来开始广泛应用于各个领域的夹芯复合材料结构由于火灾事故造成的人员伤亡、经济损失等影响被人们所顾虑，研究夹芯复合材料结构的防火设计和耐火性能是十分有意义的。以玻璃纤维复合材料夹芯板为研究对象，使其满足FTP11防火规范规定的隔热性和承载能力为研究目标，通过大型有限元数值分析平台ABAQUS进行有限元模型的建立和分析为研究手段，结合传热原理、有限元法和热力耦合分析等方法对夹芯复合材料结构进行耐火性能分析，并采用不同的防火结构设计方案增加整体结构的耐火性能。最终使防火保护后的夹芯复合材料结构可以等效达到FTP11防火规范要求的最高防火等级A60，从而满足夹芯复合材料结构在房屋建筑等各领域的使用。主要研究工作及结论如下：
（1）根据夹芯复合材料在不同温度时发生的玻璃化转变和热分解等性质变化，对于火灾高温下夹芯复合材料的热工性能和力学性能变化进行了研究，并与国内外试验数据做对比分析，选用有限元软件ABAQUS进行标准火灾场景下的结构耐火性能中隔热性能和承载性能的分析。
（2）基于夹芯复合材料结构内部各点经历的温度变化一般不受载荷和构件变形的影响，建立有限元模型模拟截面温度分布，对夹芯复合材料结构火灾下的温度场变化规律进行分析，与试验结果进行对比，吻合较好。根据温度场计算结果，利用夹芯复合材料高温力学性能，建立有限元力学模型进行热-力耦合分析，得到夹芯复合材料结构跨中挠曲变形计算结果，与试验结果吻合较好。研究表明，夹芯复合材料结构的耐火性能达不到防火规范要求，需要进行防火设计。
（3）对结构在防火中采用的各种保护方法进行研究，并根据夹芯复合材料的性能特点选出最为合适的防火保护方法。确定对夹芯复合材料结构防火设计需要达到的研究目标以隔热性和承载能力为主，并按防火规范FTP规则《国际耐火试验规则》第11章的要求为准。引入接触传热热阻分析，建立防火结构有限元模型，得到火灾高温下防火保护后夹芯复合材料结构的温度场和跨中挠度计算结果，与试验数据做对比吻合较好。研究表明，添加防火板后的结构耐火性能得到了极大的提高，进行合理防火结构设计的夹芯复合材料结构可以等效达到A60防火等级的承载性能要求。
（4）利用ABAQUS软件进行了火灾高温下夹芯复合材料防火结构耐火性能的参数分析。改变防火板厚度、导热系数和隔空距离等参数，研究对复合材料夹芯板的耐火性能的影响，并找到不同参数下等效达到A60防火等级隔热性和承载能力的夹芯复合材料防火结构。研究表明，增加防火板的厚度和降低防火板导热系数明显提升了复合材料夹芯板的隔热性能，且提升隔热性能到一定值时，结构的承载性能将大幅度提升。初始增加防火板和夹芯板之间的空腔距离能极大的提高夹芯板的耐火性能，之后空腔距离的增加对耐火性能提升效果不大。
谷歌
火狐
