混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計

1、混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計【摘要】頻繁發(fā)生的建筑火災(zāi)，往往造成人類財富和物質(zhì)資源的巨大損失，甚至人員的慘重傷亡。特別是近年來，隨著建筑物高層化、大規(guī)模化及用途的復(fù)合化的發(fā)展，在火災(zāi)防治水平不斷提高的同時，火災(zāi)的防治難度也在不斷加大。目前，對火災(zāi)的防御和研究主要集中在建筑防火和結(jié)構(gòu)抗火兩個方面。【關(guān)鍵詞】混凝土，結(jié)構(gòu)，火災(zāi)對于混凝土結(jié)構(gòu)，雖然其耐火性能比木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)好，但實際發(fā)生的火災(zāi)實例表明，混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)作用下承載力降低、結(jié)構(gòu)失效以致于倒

2、塌的危險依然存在。主要原因是：在火災(zāi)引發(fā)的高溫作用下，鋼材和混凝土的強度、彈性模量以及兩者之間的粘結(jié)力等均隨溫度升高而降低，甚至有時還會發(fā)生混凝土的爆裂。這些材性的嚴重劣化，必將導(dǎo)致構(gòu)件的承載能力下降、變形增大。另外，結(jié)構(gòu)受火時受火面溫度隨周圍環(huán)境溫度迅速升高，但由于混凝土的熱惰性，內(nèi)部溫度增長緩慢，截面上形成不均勻溫度場，而且溫度變化梯度也不均勻，導(dǎo)致不均勻的溫度變形和截面應(yīng)力重分布，這些變化都足以危及結(jié)構(gòu)的安全性，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。

3、建筑防火主要是利用建筑的防火措施（如防火分區(qū)、消防設(shè)施的布置等）、建筑的防護設(shè)施（如防火門、防火墻）和結(jié)構(gòu)防護設(shè)施（如防火涂料、防火板等）達到其減少火災(zāi)發(fā)生的概率，避免或減少人員傷亡以研究還不夠全面。另外，分析結(jié)構(gòu)的火災(zāi)反應(yīng)，對降溫過程的分析是必要的。因為降溫過程同樣使結(jié)構(gòu)處于不均勻的溫度場作用下。降溫作用對超靜定結(jié)構(gòu)損害很大，可能使火災(zāi)下未被破壞的結(jié)構(gòu)破壞。當前對結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)研究多停留在升溫階段，由于降溫模擬對實驗條件要求較高，對結(jié)構(gòu)

4、降溫過程的火災(zāi)反應(yīng)研究較少。對一般構(gòu)件而言，承載力變化主要取決于鋼筋和混凝土在火災(zāi)中的損傷程度，而對超靜定結(jié)構(gòu)，還取決于不同部位構(gòu)件在火災(zāi)中剛度下降不同而導(dǎo)致的內(nèi)力重分布。在試驗研究的基礎(chǔ)上，國內(nèi)外對梁、柱、框架等進行了大量的火災(zāi)極限承載力試驗而在理論分析上，主要是對構(gòu)件截面承載力進行計算。目前一般做法是根據(jù)溫度場計算結(jié)果將截面劃分成區(qū)，計算內(nèi)力和變形的關(guān)系，在截面承載力計算時一般仍假定平截面假定成立，且忽略拉區(qū)混凝土的作用及剪切效應(yīng)等

5、，但需事先明確和建立鋼筋與混凝土的高溫本構(gòu)關(guān)系、熱變形及瞬時徐變模型。建筑構(gòu)件的耐火極限是指構(gòu)件在標準耐火試驗中，從受火的作用時間起，到失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性為止的這段時間，一般以小時計。判定建筑達到耐火極限的條件有三個：失去穩(wěn)定性，失去完整性，失去絕熱性。對于結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件主要是失去穩(wěn)定性，失去穩(wěn)定性是指構(gòu)件在試驗中失去承載能力或抗變形能力，對于結(jié)構(gòu)承重分隔構(gòu)件，如承重墻、樓板、屋面板等，此類構(gòu)件具有承重、分隔雙重功能，所以當構(gòu)件在