2015一级注册消防工程师综合能力知识点:建筑结构耐火性能的分析
建筑结构耐火性能分析
影响建筑结构耐火性能的因素
(一)结构类型
1.钢结构
钢结构是由钢材制作结构,包括钢框架结构、钢网架结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构具有施工机械化程度高、抗震性能好等优点,但钢结构的最大缺点是耐火性能较差,需要采取涂覆钢结构防火涂料等防火措施才能耐受一定规模的火灾。在高大空间等钢结构建筑中,在进行钢结构耐火性能分析的基础上,如果火灾下钢结构周围的温度较低,并能保持结构安全时,钢结构可不必采取防火措施。
2.钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构是在混凝土配置钢筋形成的结构,混凝土主要承受压力,钢筋主要承受拉力,二者共同承担荷载。当建筑结构耐火重要性较高,火灾荷载较大、人员密度较大或建筑结构受力复杂的场合时,钢筋混凝土结构的耐火能力也可能不满足要求。这时,需要进行钢筋混凝土结构及构件的耐火性能评估,确定结构的耐火性能是否满足要求。
3.钢-混凝土组合结构
(1)型钢混凝土结构。型钢混凝土结构是将型钢埋入钢筋混凝土结构形成一种组合结构。适合大跨、重载结构。由于型钢被混凝土包裹,火灾下钢材的温度较低,型钢混凝土结构的耐火性能较好。
(2)钢管混凝土结构。钢管混凝土结构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,具有承载能力高、延性好等优点。钢管混凝土结构中,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。一般情况下,钢管混凝土结构中的钢管需要进行防火保护。
(二)荷载比
荷载比为结构所承担的荷载与其极限荷载的比值。火灾下,结构承受的荷载总体不变,而随温度升高,材料强度降低,构件的承载能力降低。当构件的荷载达到极限荷载,构件就达到了火灾下的承载能力,构件就达到了耐火极限状态,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,荷载比是影响结构及构件耐火性能的主要因素之一。
(三)火灾规模
火灾规模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,它通过对流和辐射两种传热方式将热量从建筑内空气向构件传递。作为构件升温的驱动者,火灾规模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)结构及构件温度场
温度越高,材料性能劣化越严重,结构及构件的温度场是影响其耐火性能的主要因素之一。材料的热工性能直接影响构件的升温快慢,从而决定了火灾下结构及构件的温度场分布。
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