建筑結(jié)構的耐火設計

1、 建筑結(jié)構的耐火設計 1建筑結(jié)構耐火的作用與意義 保證建筑物的結(jié)構平安是在建筑物內(nèi)開展各種活動的基本條件，也是樓內(nèi)的財產(chǎn)得以依附的基礎。一旦建筑物的主體結(jié)構受到毀壞，樓內(nèi)的一切將無所依存。火災是造成建筑物破壞的嚴峻災難之一，燃燒產(chǎn)生的高溫可以對建筑結(jié)構造成嚴峻的影響。 建筑構件的強度取決于建筑材料的性能，而建筑材料的性能會隨著溫度的上升而發(fā)生很大變化。例如，在200時，混凝土的彈性模量可降至常溫下彈性模量的一半；到400時，更降至常溫下彈性模量的15左右。又如到550左右時，鋼材便會軟化到完全丟失支撐力量。然而在建筑火災中，起火區(qū)域的溫度往往可高達1000左右，這樣的高溫勢必會大大減低建筑構件

2、的強度。因此全部的建筑構件都必需具有足夠的耐火性能。 為了防止建筑結(jié)構受到損壞，必需在溫度上升接近危急極限之前將火災掌握住或?qū)⒒馂膿錅?。假如在設定的火災條件下，在預定時間內(nèi)無法避開構件到達危急極限，那么就必需對其實行其他的愛護措施，甚至更換構件的材料。 2建筑構件耐火性能的判定 依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范，建筑構件的耐火性能是用耐火極限表示的。所謂耐火極限指的是將建筑構件置于標準火災環(huán)境下，從構件開頭受熱算起，到其失去支撐力量，或發(fā)生穿透性裂縫，或背火面的溫度上升到設定溫度（一般取為220）所經(jīng)受的時間。 標準火災環(huán)境是一種人為設計的爐內(nèi)燃燒環(huán)境。試驗爐內(nèi)氣態(tài)物質(zhì)的溫度根據(jù)規(guī)定的溫度上升曲線變化，這種曲線被

3、稱為標準火災溫升曲線。國際標準化組織已經(jīng)規(guī)定了標準火災溫升曲線，我國國家標準中的標準火災曲線與國際標準全都。 為了真實反映構件性能在高溫作用下的變化，通常應當用全尺寸建筑構件的試樣進行試驗。假如可能，還應在試件上施加相應的荷載，并對構件設置適當?shù)倪吔鐥l件和約束條件。 不過，在實際火災中的溫度變化曲線與標準火災曲線是有很大區(qū)分的。因此許多人就對使用標準火災曲線判定構件耐火性的合理性提出了疑問。但是直到現(xiàn)在還沒有提出更好的解決方法，而標準溫升曲線則常作為耐火性能比較的依據(jù)。 3建筑物耐火設計的基本方法 多年來，建筑物的耐火設計是根據(jù)處方式防火設計規(guī)范進行的，其基本思想是要首先確定建筑物的耐火等級。

4、這種設計過程大體可分為三個步驟： （a）依據(jù)建筑物的高度、用途、規(guī)模、火災危急性、火災撲救難度等，確定建筑構件應具有的耐火極限t1； （b）依據(jù)按國家標準，測得有關構件在使用載荷作用下的耐火極限t2； （c）比較t1和t2的大小。為保證建筑物的結(jié)構平安，應使t2大于t1；若無法滿意上述條件，則應重新選擇構件或?qū)嫾嵭袗圩o措施，直到滿意要求為止。 同防火設計的其他方面一樣，根據(jù)處方式設計規(guī)范進行耐火設計也存在諸多問題，而依據(jù)性能化防火設計的思想進行耐火設計是另一條合理的途徑。這種方法的基本原則是：緊密結(jié)合特定建筑物的火災特性，通過分析計算來打算建筑構件的耐火需要。通過合理設定與實際火災相吻合的火災場景，計算得到起火房間內(nèi)的溫度隨時間變化的曲線；在此基礎上依據(jù)特定建筑構件的熱物性參數(shù)，計算出該構件內(nèi)部的溫度分布；然后依據(jù)這種溫度分布，考慮構件材料的力學性能和載荷狀況，求得構件的約束力、熱應力及