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2015一級(jí)注冊(cè)消防工程師綜合能力知識(shí)點(diǎn):建筑結(jié)構(gòu)耐火性能的分析
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建筑結(jié)構(gòu)耐火性能分析
影響建筑結(jié)構(gòu)耐火性能的因素
(一)結(jié)構(gòu)類型
1.鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)是由鋼材制作結(jié)構(gòu),包括鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、大跨交叉梁系結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有施工機(jī)械化程度高、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn),但鋼結(jié)構(gòu)的最大缺點(diǎn)是耐火性能較差,需要采取涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料等防火措施才能耐受一定規(guī)模的火災(zāi)。在高大空間等鋼結(jié)構(gòu)建筑中,在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)耐火性能分析的基礎(chǔ)上,如果火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)周圍的溫度較低,并能保持結(jié)構(gòu)安全時(shí),鋼結(jié)構(gòu)可不必采取防火措施。
2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是在混凝土配置鋼筋形成的結(jié)構(gòu),混凝土主要承受壓力,鋼筋主要承受拉力,二者共同承擔(dān)荷載。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)耐火重要性較高,火災(zāi)荷載較大、人員密度較大或建筑結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜的場(chǎng)合時(shí),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐火能力也可能不滿足要求。這時(shí),需要進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的耐火性能評(píng)估,確定結(jié)構(gòu)的耐火性能是否滿足要求。
3.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)
(1)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是將型鋼埋入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形成一種組合結(jié)構(gòu)。適合大跨、重載結(jié)構(gòu)。由于型鋼被混凝土包裹,火災(zāi)下鋼材的溫度較低,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的耐火性能較好。
(2)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼和混凝土兩種材料組成的,它充分發(fā)揮了鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)點(diǎn),具有承載能力高、延性好等優(yōu)點(diǎn)。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中,由于混凝土的存在可降低鋼管的溫度,鋼管的溫度比沒有混凝土?xí)r要低得多。一般情況下,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼管需要進(jìn)行防火保護(hù)。
(二)荷載比
荷載比為結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的荷載與其極限荷載的比值。火災(zāi)下,結(jié)構(gòu)承受的荷載總體不變,而隨溫度升高,材料強(qiáng)度降低,構(gòu)件的承載能力降低。當(dāng)構(gòu)件的荷載達(dá)到極限荷載,構(gòu)件就達(dá)到了火災(zāi)下的承載能力,構(gòu)件就達(dá)到了耐火極限狀態(tài),開始倒塌破壞,這時(shí)的耐火時(shí)間為耐火極限。荷載比越大,構(gòu)件的耐火極限越小,荷載比是影響結(jié)構(gòu)及構(gòu)件耐火性能的主要因素之一。
(三)火災(zāi)規(guī)模
火災(zāi)規(guī)模包括火災(zāi)溫度和火災(zāi)持續(xù)時(shí)間?;馂?zāi)高溫是構(gòu)件升溫的源泉,它通過對(duì)流和輻射兩種傳熱方式將熱量從建筑內(nèi)空氣向構(gòu)件傳遞。作為構(gòu)件升溫的驅(qū)動(dòng)者,火災(zāi)規(guī)模對(duì)構(gòu)件溫度場(chǎng)有明顯的影響。當(dāng)火災(zāi)高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),構(gòu)件的升溫也較高。
(四)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件溫度場(chǎng)
溫度越高,材料性能劣化越嚴(yán)重,結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的溫度場(chǎng)是影響其耐火性能的主要因素之一。材料的熱工性能直接影響構(gòu)件的升溫快慢,從而決定了火災(zāi)下結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的溫度場(chǎng)分布。
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