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海南钢结构教您：修建构造耐火功能分析

查看次数：2528 发表时间：2015-6-10

　　海南钢结构教您：修建构造耐火功能分析

修建构造耐火功能分析

介绍了首要的修建构造形式以及各种修建构造耐火功能的特点、影响修建构造耐火功能的首要因素、火灾下修建构造及构件极限状况的界说、修建构造耐火时间核算模型的选取办法及核算步骤、钢构造和混凝土构造的耐火时间核算办法、全体构造耐火时间核算的办法和步骤等。

一、影响修建构造耐火功能的因素

(一)构造类型

1.钢构造

钢构造是由钢材制作构造，包括钢框架构造、钢网架构造和钢网壳构造、大跨交叉梁系构造。钢构造具有施工机械化程度高、抗震功能好等优点，但钢构造的最大缺点是耐火功能较差，需要采取涂覆钢构造防火涂料等防火措施才能耐受必定规划的火灾。在高大空间等钢构造修建中，在进行钢构造耐火功能分析的基础上，如果火灾下钢构造周围的温度较低，并能坚持构造安全时，钢构造可不必采取防火措施。

2.钢筋混凝土构造

钢筋混凝土构造是在混凝土配置钢筋构成的构造，混凝土首要接受压力，钢筋首要接受拉力，二者共同承当荷载。当修建构造耐火重要性较高，火灾荷载较大、人员密度较大或修建构造受力复杂的场合时，钢筋混凝土构造的耐火才能也可能不满意需求。这时，需要进行钢筋混凝土构造及构件的耐火功能评估，确定构造的耐火功能是不是满意需求。

3.钢-混凝土组合构造

(1)型钢混凝土构造。型钢混凝土构造是将型钢埋入钢筋混凝土构造构成一种组合构造，截面形式如图5-4-15所示。适合大跨、重载构造。由于型钢被混凝土包裹，火灾下钢材的温度较低，型钢混凝土构造的耐火功能较好。

(2) 钢管混凝土构造。钢管混凝土构造是由钢和混凝土两种材料组成的，它充分发挥了钢和混凝土两种材料的优点，具有承载才能高、延性好等优点。钢管混凝土构造中，由于混凝土的存在可降低钢管的温度，钢管的温度比没有混凝土时要低得多。通常情况下，钢管混凝土构造中的钢管需要进行防火保护。钢管混凝土柱截面如图 5-4-16所示。

(二)荷载比

荷载比为构造所承当的荷载与其极限荷载的比值。火灾下，构造接受的荷载总体不变，而随温度升高，材料强度降低，构件的承载才能降低。当构件的荷载达到极限荷载，构件就达到了火灾下的承载才能，构件就达到了耐火极限状况，开始倒塌破坏，这时的耐火时间为耐火极限。荷载比越大，构件的耐火极限越小，荷载比是影响构造及构件耐火功能的首要因素之一。

(三)火灾规划

火灾规划包括火灾温度和火灾持续时间。火灾高温是构件升温的源泉，它经过对流和辐射两种传热方式将热量从修建内空气向构件传递。作为构件升温的驱动者，火灾规划对构件温度场有明显的影响。当火灾高温持续时间较长时，构件的升温也较高。

(四)构造及构件温度场

温度越高，材料功能劣化越严重，构造及构件的温度场是影响其耐火功能的首要因素之一。材料的热工功能直接影响构件的升温快慢，从而决定了火灾下构造及构件的温度场分布。

二、构造耐火功能分析的意图及判定标准

构造耐火功能分析的意图就是验算构造和构件的耐火功能是不是满意现行规范需求。构造的耐火功能分析通常有两种办法：第一种验算构造和构件的耐火极限是不是满意规范的需求;第二种即在规范规定的耐火极限时的火灾温度场作用下，构造和构件的承载才能是不是大于荷载效应组合。这两种办法是等效的。

(一)耐火极限需求

构件的耐火极限需求应符合《修建设计防火规范》GB50016、《高层民用修建设计防火规范》GB50045及其他相关国家标准的需求一致。

(二)构件抗火极限状况设计需求

《修建钢构造防火技术规范》(国标报批稿)提出了基于核算的构造及构件抗火验算办法。火灾发生的概率很小，是一种偶尔荷载工况。因此，火灾下构造的验算标准可放宽。根据《修建钢构造防火技术规范》(国标报批稿)，火灾下只进行全体构造或构件的承载才能极限状况的验算，不需要正常使用极限状况的验算。构件的承载才能极限状况包括以下几种情况：

①轴心受力构件截面屈服;

②受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构;

③构件全体丧失稳定;

④构件达到不适于继续承载的变形。关于通常的修建构造，可只验算构件的承载才能，关于重要的修建构造还要进行全体构造的承载才能验算。

三、核算分析模型

抗火验算时修建构造耐火功能核算(通常也可称为抗火验算)通常有三种办法：第一种采取全体构造的核算模型;第二种采取子构造的核算模型;第三种采取单一构件核算模型。《修建钢构造防火技术规范》(CECS200:2006)和广东省地方标准《修建混凝土构造耐火设计技术规程》(DBJ/T 15-81-2011)规定，关于高度大于100m的高层修建构造宜采用全体核算模型进行构造的抗火核算，单层和多层修建构造可只进行构件的抗火验算。

实际修建构造中，构件老是和其他构件相互作用，独立构件是不存在的。因此，研究构件的耐火功能需要考虑构件的边界条件。欧洲规范规定，进行构件耐火功能分析时，构件的边界条件可取受火前的边界条件，并在受火过程中坚持不变。海南钢结构

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