混凝土結構抗火設計

1、混凝土結構抗火設計【摘要】頻繁發(fā)生的建筑火災，往往造成人類財富和物質資源的巨大損失，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)模化及用途的復合化的發(fā)展，在火災防治水平不斷提高的同時，火災的防治難度也在不斷加大。目前，對火災的防御和研究主要集中在建筑防火和結構抗火兩個方面?！娟P鍵詞】混凝土，結構，火災對于混凝土結構，雖然其耐火性能比木結構和鋼結構好，但實際發(fā)生的火災實例表明，混凝土結構在火災作用下承載力降低、結構失效以致于倒

2、塌的危險依然存在。主要原因是：在火災引發(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，必將導致構件的承載能力下降、變形增大。另外，結構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，導致不均勻的溫度變形和截面應力重分布，這些變化都足以危及結構的安全性，甚至導致結構失效。

3、建筑防火主要是利用建筑的防火措施（如防火分區(qū)、消防設施的布置等）、建筑的防護設施（如防火門、防火墻）和結構防護設施（如防火涂料、防火板等）達到其減少火災發(fā)生的概率，避免或減少人員傷亡以研究還不夠全面。另外，分析結構的火災反應，對降溫過程的分析是必要的。因為降溫過程同樣使結構處于不均勻的溫度場作用下。降溫作用對超靜定結構損害很大，可能使火災下未被破壞的結構破壞。當前對結構火災反應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，對結構

4、降溫過程的火災反應研究較少。對一般構件而言，承載力變化主要取決于鋼筋和混凝土在火災中的損傷程度，而對超靜定結構，還取決于不同部位構件在火災中剛度下降不同而導致的內力重分布。在試驗研究的基礎上，國內外對梁、柱、框架等進行了大量的火災極限承載力試驗而在理論分析上，主要是對構件截面承載力進行計算。目前一般做法是根據溫度場計算結果將截面劃分成區(qū)，計算內力和變形的關系，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等

5、，但需事先明確和建立鋼筋與混凝土的高溫本構關系、熱變形及瞬時徐變模型。建筑構件的耐火極限是指構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。對于結構承重構件主要是失去穩(wěn)定性，失去穩(wěn)定性是指構件在試驗中失去承載能力或抗變形能力，對于結構承重分隔構件，如承重墻、樓板、屋面板等，此類構件具有承重、分隔雙重功能，所以當構件在