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      火災(zāi)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能的影響及鋼筋混凝土梁耐火極限的判定

      火災(zāi)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能的影響及鋼筋混凝土梁耐火極限的判定
      2023.05.23
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      作者:中鋼國檢
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      問題詳細描述

      問題回復(fù):

      隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步,人們對建筑物的使用功能的要求也越發(fā)的嚴格,各種體型復(fù)雜化、功能多樣化的高層以及超高層建筑在國內(nèi)迅速地出現(xiàn)。相應(yīng)的,問題也隨著而來,由于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計、材料性能等因素的影響,當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,不僅造成建筑結(jié)構(gòu)的嚴重破壞、坍塌,還使受災(zāi)人員和救火人員的生命安全受到很大的威脅,這就對樓板的結(jié)構(gòu)形式和材料性能提出了很高的要求。

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      鋼筋混凝土在目前許多建筑中被用于梁、柱、樓板等承重構(gòu)件,它的耐火性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用過程中需要考慮的一個重要問題,是涉及結(jié)構(gòu)安全的重要方面。在火災(zāi)發(fā)生時,只有在一定時間內(nèi)保持其穩(wěn)定和強度,才能保障人們的安全。因此,為了防止結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中受到損壞,造成建筑坍塌,對鋼筋混凝土梁進行耐火極限的檢測就顯得尤為重要。

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      、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)倒塌破壞的原因

      火災(zāi)條件下,隨著建筑材料和承重構(gòu)件的燃燒和破壞,整個建筑結(jié)構(gòu)必然會受到一定的影響,直至遭到局部的破壞或整個的倒塌,倒塌和破壞的原因主要有以下幾個方面:

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      1、在高溫的作用下,鋼筋和混凝土材料的物理性能和力學(xué)性能會發(fā)生嚴重劣化從而使構(gòu)件的內(nèi)部產(chǎn)生強烈的內(nèi)力重分布,使構(gòu)件截面剛度嚴重減弱,變形也隨之增大,嚴重影響了建筑構(gòu)件的承載能力。這會使原先由正截面抗彎承載力控制的構(gòu)件變成由斜截面抗剪承載力來控制,從而使構(gòu)件由原先的延性破壞變?yōu)榇嘈云茐摹?/p>

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      2、在火災(zāi)中,作為承重構(gòu)件的鋼筋混凝土梁的熱響應(yīng)和力學(xué)響應(yīng)強烈地依賴于混凝土和鋼筋的材料性能。構(gòu)件在火災(zāi)下的暴露會對混凝土和鋼筋的強度和剛度以及材料的粘結(jié)性能產(chǎn)生嚴重的影響,使構(gòu)件的撓度變形增大。除了撓度外,結(jié)構(gòu)材料的性能在高溫下也發(fā)生變化,使構(gòu)件的局部發(fā)生開裂從而影響結(jié)構(gòu)整體的性能。

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      3、此外,混凝土中的骨料在高溫下也會發(fā)生劣化,導(dǎo)致集料顆粒的分解,混凝土很可能出現(xiàn)裂縫,暴露在火災(zāi)中的混凝土梁開裂會造成以下后果:混凝土局部開裂會對鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)行為產(chǎn)生嚴重影響;混凝土開裂會使鋼筋直接暴露在高溫中,使鋼筋受到嚴重的損傷。

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      如何判斷鋼筋混凝土梁耐火極限?

      鋼筋混凝土梁作為發(fā)生火災(zāi)時最主要的受火構(gòu)件,為把握其災(zāi)后性能,以下對鋼筋混凝土梁的耐火性能進行分析。

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      GB/T 9978-2008 《建筑構(gòu)件耐火試驗方法》中規(guī)定建筑構(gòu)件達到耐火極限有三個條件:失去穩(wěn)定性、失去完整性和失去隔熱性,滿足其中之一即認為構(gòu)件達到了耐火極限。失去穩(wěn)定性表示構(gòu)件失去承載能力或抗變形能力,失去完整性表示構(gòu)件喪失隔火能力,失去隔熱性表示構(gòu)件失去隔絕過量熱傳導(dǎo)性能。

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      根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定,在試驗過程中若試件發(fā)生坍垮,則表明試件失去承載能力;試件的最大撓度超過L/30時(L為計算跨度),則表明試件梁失去抗變形能力。

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      通過上述內(nèi)容我們可了解到,鋼筋混凝土梁作為承重構(gòu)件,本身不具有隔火和隔絕熱量的能力,所以在耐火試驗中可以根據(jù)梁失去穩(wěn)定性(承載能力)這一條件來判斷試件是否達到耐火極限。除此之外,也可以通過對火災(zāi)下鋼筋混凝土梁板的耐火極限的研究,設(shè)計出具有高度抗火能力的建筑結(jié)構(gòu)。

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      結(jié)語

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      鋼筋混凝土梁是建筑結(jié)構(gòu)中重要的建筑材料,是發(fā)生火災(zāi)時最主要的受火構(gòu)件,對火災(zāi)下建筑安全有很大影響,研究梁板構(gòu)件在火災(zāi)下的耐火極限具有十分重要的意義。

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      建筑結(jié)構(gòu)耐火試驗可以為人們提供預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁在火災(zāi)下的變形及破壞過程,同時也為理論分析及數(shù)值分析方法提供初步的數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)。因此科學(xué)合理地對其進行耐火性能的檢測,通過試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果對提高鋼筋混凝土的各種工作性能有很大的意義。

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