混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)

1、混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)【摘要】頻繁發(fā)生的建筑火災(zāi)，往往造成人類財(cái)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(lái)，隨著建筑物高層化、大規(guī)?；坝猛镜膹?fù)合化的發(fā)展，在火災(zāi)防治水平不斷提高的同時(shí)，火災(zāi)的防治難度也在不斷加大。目前，對(duì)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(gè)方面。【關(guān)鍵詞】混凝土，結(jié)構(gòu)，火災(zāi)對(duì)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(shí)際發(fā)生的火災(zāi)實(shí)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(xiǎn)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(qiáng)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(shí)還會(huì)發(fā)生混凝土的爆裂。這些材性的嚴(yán)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(shí)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(zhǎng)緩慢，截面上形成不均勻溫度場(chǎng)，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(hù)設(shè)施（如防火門、防火墻）和結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)施（如防火涂料、防火板等）達(dá)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(duì)降溫過(guò)程的分析是必要的。因?yàn)榻禍剡^(guò)程同樣使結(jié)構(gòu)處于不均勻的溫度場(chǎng)作用下。降溫作用對(duì)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(dāng)前對(duì)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(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較高，對(duì)結(jié)構(gòu)

4、降溫過(guò)程的火災(zāi)反應(yīng)研究較少。對(duì)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(duì)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(yàn)研究的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外對(duì)梁、柱、框架等進(jìn)行了大量的火災(zāi)極限承載力試驗(yàn)而在理論分析上，主要是對(duì)構(gòu)件截面承載力進(jìn)行計(jì)算。目前一般做法是根據(jù)溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果將截面劃分成區(qū)，計(jì)算內(nèi)力和變形的關(guān)系，在截面承載力計(jì)算時(shí)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(shí)徐變模型。建筑構(gòu)件的耐火極限是指構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)中，從受火的作用時(shí)間起，到失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性為止的這段時(shí)間，一般以小時(shí)計(jì)。判定建筑達(dá)到耐火極限的條件有三個(gè)：失去穩(wěn)定性，失去完整性，失去絕熱性。對(duì)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(yàn)中失去承載能力或抗變形能力，對(duì)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(dāng)構(gòu)件在