欧洲规范中混凝土结构抗火设计主要内容(2)——基于构件分析的简化抗火计算方法与火灾下混凝土爆裂简化判别方法

简要介绍了欧洲混凝土抗火设计规范(EC2-1-2)提供的基于构件分析的简化抗火计算方法与火灾下结构构件混凝土爆裂的简化判别方法,并指出需进一步研究的问题,供我国混凝土与预应力混凝土结构抗火设计及相关标准修订时参考。     

混凝土及预应力混凝土结构抗火设计建议

本设计建议包含耐火极限、材料选择、结构构件形式、混凝土抗火保护层厚度、预应力筋及非预应力筋配置、爆裂验算及防爆裂措施、火灾下两类极限状态的验算及相关配筋构造等方面,对混凝土及预应力混凝土结构提出了抗火设计与验算建议.     

预应力混凝土结构抗火研究进展

总结了近年来预应力混凝土结构抗火研究进展,包括预应力筋高温力学性能、预应力混凝土梁板抗火试验、足尺预应力混凝土梁板抗火性能、活性粉末混凝土高温力学性能、高温下混凝土的爆裂规律、CFRP布加固混凝土梁板抗火性能、预应力混凝土梁板以及用耐高温无机胶粘贴CFRP布加固的混凝土梁板抗火设计方法等,分析了预应力混凝土结构和CFRP布加固混凝土结构抗火研究中尚存在的一些问题。分析表明：大尺度预应力混凝土梁的抗火性能优于小尺度梁,用耐高温无机胶替代环氧类有机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁板并以此提高结构的抗火性能是可行的,大尺度预应力构件及预应力整体结构的抗火性能及其抗火设计方法等是今后一段时间预应力混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

预应力混凝土结构抗火性能的研究进展

对预应力混凝土结构抗火性能的国内外最新研究进展进行较系统的综述与分析:研究预应力高强钢丝、钢绞线和新型纤维增强塑料(FRP)筋在高温下以及高温后的受力性能,总结相应的计算模型;探讨预应力混凝土梁和预应力混凝土板的抗火性能,并重点分析预应力混凝土框架在火灾作用下的受力特性;最后,对今后预应力混凝土结构抗火性能研究的发展趋势作了展望。     

结构抗火研究相关问题

提出了结构抗火相关问题的思考,包括加固混凝土结构抗火性能、火灾引起的次应力、梁的悬链线效应、框架房屋抗火设计方法、混凝土爆裂机理及防爆措施等,从而促进建筑抗火设计的发展。     

基于高温下钢绞线力学性能的预应力钢结构抗火分析

基于对高温下钢绞线力学性能试验成果的分析,回归出可用于理论分析和数值计算的钢绞线高温性能模型。考虑火灾下钢结构材料升温的真实时间历程,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立了用于预应力钢结构抗火分析的数值模型,并对预应力钢结构的抗火分析方法进行研究。通过算例分析探讨了钢绞线索材截面几何参数选取对结构抗火性能的影响;结合结构抗火的全过程响应,进一步分析火灾作用下预应力钢结构的抗火性能及特点。     

欧洲规范中的结构抗火设计介绍

欧洲结构设计规范(Eurocode)由CEN／TC250编写。在欧洲，一旦考虑稳定性和抗火性能，欧洲规范将作为结构设计唯一的依据。CEN TC250个下属委员会，各自负责一个专项，它们是SCl：结构荷载；SC2：混凝土结构；SC3：钢结构；SC4：组合结构；SC5：木结构；SC6：石结构；SC7：地质；SC8：抗震；SC9：铝结构。对于火灾安全，规范中有结构设计的专项：ECl中包含火灾荷载问题，EC2、3、4、5、6和9包括受热条件和结构力学反应的部分。在Ecl中，描述了结构的热反压(名义火，自然火，高级火模型)和结构荷载(施加荷载)。其它与结构材料相关的抗火部分中，有如下章节：概述，基本原则，材料特性，评估方法，构造细节，附录。     

海口双子塔-南塔钢结构抗火设计

海口双子塔-南塔结构体系外侧为巨型钢管混凝土柱+钢支撑框架,内部为钢板混凝土核心筒,二者之间为钢结构组合楼盖,需进行抗火设计。采用临界温度法对结构进行抗火设计,基于抗火设计结果建立热-固耦合整体结构模型,继而进行抗火灾连续倒塌分析。分析时考虑了高温下构件材料的刚度、屈服强度等折减以及构件的温度应力,同时对耐火极限后的构件损坏进行了评价。结果表明,采用临界温度法抗火设计以及基于整体结构的火灾全过程分析,基本可实现建筑结构在火灾时的抗连续倒塌设计目标,其中大跨组合钢次梁为防连续倒塌薄弱构件,转换梁及钢结构节点需进行防火加强。     

钢筋混凝土剪力墙耐火性能及抗火设计

钢筋混凝土剪力墙是高层建筑结构中的重要构件,深入研究其耐火性能并进行合理科学的抗火设计至关重要。为此,简要回顾了钢筋混凝土剪力墙火灾下力学性能的研究现状,介绍了Eurocode 2、BS 8110-2、ACI 216R-89、AS 3600-2001、NS 3473E-1992、NZS 3101、GB 50045—95和GB 50016—2006规范的有关设计要求,探讨了钢筋混凝土剪力墙耐火性能及抗火设计的若干问题。     

国内外建筑结构耐火抗火技术研究动态

总结了国内外建筑结构的抗火性能的研究进展。从梁板柱单个构件在火灾作用下的受力和变形、整体结构抗火性能实验、火灾后钢筋混凝土结构损伤评估和加固方法等方面讨论了国外的研究动态;并从高温下与高温后混凝土力学性能、高温下结构钢的材料特性、钢结构连接节点抗火性能、钢结构的抗火性能理论等方面讨论了国内的研究不足;提出应深入研究材料高温性能、材料高温（火灾）性能数据库、整体结构受火性能、结构火灾反应的可靠度、结构火灾风险性能化评估方法、结构抗火试验新技术等。     

钢结构抗火计算

介绍了钢结构抗火计算与设计方法的发展过程,论述了钢结构抗火设计的概念与意义、建筑室内火灾的发展与温度变化、钢结构构件内部温度场的计算、钢结构材料的高温性能、火灾下钢结构设计一般步骤以及高温下结构分析的有限元方法。指出了钢结构高温设计分析的发展方向。     

关于混凝土结构抗火设计

总结归纳了国内外混凝土结构抗火设计研究的现状、混凝土结构的火灾反应,在指出目前我国结构抗火设计方法存在的缺点的基础上,提出基于计算的结构抗火设计方法,并针对现阶段的研究状况,对结构抗火设计有待进一步研究的问题提出了自己的见解。     

近年来混凝土结构抗火研究进展

简要总结了近年来混凝土结构（包括新建混凝土结构、加固混凝土结构、循环再利用混凝土结构）抗火研究的主要进展,分析了其中尚存在的一些问题,在此基础上建议给出了该领域今后的发展趋势。并针对编制中的《混凝土结构耐火设计技术规程》进行了简要说明。分析表明：由于高温下混凝土结构达到变形极限状态和承载力极限状态的升温时间一般较为接近,为与常温下混凝土结构设计统一并考虑常规设计习惯,可以高温下混凝土结构的承载力极限状态为基础进行耐火设计;结构随机抗火特性、构件高温协同作用、结构整体火灾行为、减振控制装置抗火性能等是今后一段时间混凝土结构抗火领域值得关注的研究课题。参92     

钢结构性能化抗火设计的初步设想

指出了现行规范在实际应用中的不足，提出了钢结构性能化抗火设计方法的基本框架。讨论了钢结构抗火设计的总体目标、功能目标和性能要求。该方法可充分考虑不同业主及不同建筑结构抗火设计的不同要求，同时确保火灾发生后建筑物内人员的安全及结构抗火设计的最优综合经济指标。并探讨了钢结构性能化抗火设计需解决的关键问题。     

大跨度空间结构抗火研究进展

对国内外近年来关于大跨度空间结构的抗火研究进行了系统的综述与分析.论述了大空间建筑火灾模型和温度场的研究内容,介绍了大空间建筑火灾中钢构件升温的计算方法,说明了大跨度空间结构所用材料的抗火性能,详细阐述了火灾高温作用下一些大跨度空间结构体系的抗火性能,并对目前性能化的抗火设计方法及其在工程中的应用做了介绍与总结,最后指出了尚存在的问题及需要进一步研究的工作.     

钢筋混凝土结构抗火损伤与安全性能研究

高温及火灾对钢筋混凝土结构的材料性能有着显著的影响,火灾也极为容易造成钢筋混凝土结构的损伤、破坏甚至倒塌。本文重点阐述了钢筋和混凝土结构在高温抗火中的特性,结合工程实际,相应的提出了钢筋混凝土结构抗火与安全技术加固措施。     

钢-混凝土组合楼板实用抗火设计方法

利用钢-混凝土组合楼盖抗火性能非线性有限元分析程序对不同荷载大小、不同压型钢板厚度、不同配筋的压型钢板-混凝土组合楼板进行了抗火性能分析,找出了火灾影响下组合楼板结构性能的因素,给出了计算组合楼板耐火时间的拟合公式,得到了一些适用于压型钢板-混凝土组合楼板抗火设计的结论和建议。     

天津中医药大学体育馆不连续支承弦支穹顶结构抗火分析

以天津中医药大学体育馆为背景,对大跨度不连续支承弦支穹顶结构进行抗火性能分析。利用高大空间火灾升温公式对结构进行火灾温度场模拟。采用ANSYS软件对不连续支承弦支穹顶结构进行火灾响应分析,得到火灾下该结构变形规律、节点位移及构件预应力损失规律;改变火源位置和火源释热功率,探究火源参数变化对结构抗火性能的影响。结果表明：中心火源工况下,不连续支承弦支穹顶结构变形呈“部分微上凸,局部桁架处下陷明显”;该结构对偏心火灾敏感,偏心火灾下结构最大正、负向位移及环索预应力损失较中心火灾显著增大,且第1、2圈部分环索预应力降为0;局部桁架处压杆及第1、2圈环索为抗火设计重点。火源释热功率越大对不连续支承弦支穹顶结构抗火越不利,但火源释热功率改变对结构火灾响应的影响较小。     

有粘结与无粘结预应力混凝土框架结构抗火性能比较研究

从平面框架结构入手 ,通过试验分析 ,对比研究了有粘结和无粘结预应力混凝土结构在不同温度、不同荷载、不同预应力度及不同张拉应力下的火灾反应。研究了预应力混凝土结构在火灾中的特性 ,提出了提高预应力混凝土结构抗火性能的一些建议。     

第三届全国钢结构防火及防腐技术研讨会暨第一届全国结构抗火学术交流会

会议内容 火灾中结构的性能、高温下结构材料的性质、结构抗火试验研究、结构抗火分析、结构防火材料、结构抗火设计、结构火灾实例、火灾中结构受损评价及修复、钢结构防腐材料、钢结构防腐技术。