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建筑材料的抗火与防火性能评估

建筑材料的抗火与防火性能评估

建筑材料的抗火与防火性能评估随着城市化进程的加快,建筑安全问题日益受到重视。

在建筑设计和施工中,抗火与防火性能评估成为一项重要的考虑因素。

本文将探讨建筑材料的抗火与防火性能评估,并介绍一些常用方法和标准。

一、抗火性能评估概述抗火性能评估是指对建筑材料在发生火灾时的抵抗能力进行量化评估。

评估抗火性能的目的是确保建筑材料在火灾中具备足够的稳定性和耐高温性,从而保证建筑结构的安全性和持久性。

二、抗火性能评估方法1. 显微观评估方法显微观评估方法通过对材料的组织结构和微观表征进行观察和分析,来评估材料的抗火性能。

例如,使用扫描电子显微镜(SEM)可以观察材料在高温环境下的形态变化和破坏情况。

2. 物理性能测试方法物理性能测试方法通过测量材料的物理性能参数来评估其抗火性能。

常用的物理性能测试包括燃烧性能测试、热传导性能测试和烟气毒性测试等。

例如,通过测定材料的燃烧速率、热传导系数和烟气毒性指数,可以评估材料在火灾中的表现。

3. 综合性能评估方法综合性能评估方法是通过综合考虑材料的多个性能参数,来评估其抗火性能。

常用的综合性能评估方法包括火焰传播特性评估、耐火时间评估和火灾热辐射评估等。

通过这些评估方法,可以对材料的整体抗火性能进行综合评定。

三、常用的抗火性能评估标准1. 欧洲标准(EN)欧洲标准对建筑材料的抗火性能评估提供了一系列标准规范,例如EN 13501、EN 1363和EN 1364等。

这些标准规定了材料的分类方法、测试方法和评定标准,为建筑材料的抗火性能评估提供了参考依据。

2. 美国标准(ASTM)美国标准也制定了一系列用于评估建筑材料抗火性能的标准,如ASTM E119和ASTM E84等。

这些标准细化了测试方法和评定标准,可以有效指导抗火性能评估工作的开展。

3. 国内标准(GB)我国制定的国家标准也对建筑材料的抗火性能进行了规范,如GB/T 9978和GB 8624等。

这些标准参考了国际标准,并根据国内实际情况进行了适当的调整和完善。

结构抗火设计范文

结构抗火设计范文

结构抗火设计范文一、结构抗火设计的概念和原则1.设计合理性:结构抗火设计应与建筑物的功能和用途相匹配,保证结构在火灾发生时能够提供足够的抗火能力,并满足相应的防火要求。

2.材料的选择:抗火材料的选择应符合建筑物的防火要求,具有较好的抗火性能,如防火板、防火涂料、防火玻璃等。

3.系统的完整性:结构抗火设计要考虑建筑物各部分的相互关联,形成完整的抗火系统。

包括结构的防火隔离、防火分区、防火墙等。

4.防火材料的保护:结构抗火设计要保证防火材料能够有效地阻止火灾的传播,避免火焰和烟雾对结构造成的破坏。

二、抗火材料的选择和使用抗火材料的选择和使用是结构抗火设计的重要环节。

常用的抗火材料包括耐火材料、防火板、防火涂料、防火玻璃等。

下面介绍一些常用的抗火材料及其使用要点:1.耐火材料:耐火材料主要用于加强结构构件的防火能力,一般采用耐高温的混凝土、钢筋混凝土、耐火砖等。

2.防火板:防火板具有优异的热阻和隔热性能,可以有效地阻止火灾的传播。

在结构抗火设计中,可采用防火板对梁、柱等结构构件进行覆盖和保护。

3.防火涂料:防火涂料是一种表面处理材料,可以提高结构构件的抗火能力。

防火涂料一般分为阻燃型和耐火型两种,根据具体的防火要求选择适当的涂料。

4.防火玻璃:防火玻璃具有优良的隔热和隔音性能,常用于分隔防火区域和逃生通道等关键位置。

三、抗火设计的要点抗火设计中需要注意以下几个要点:1.结构稳定性:在结构设计中,要考虑建筑物在火灾状况下的承载能力和稳定性。

一般采用构造退化方法,在结构设计中对结构材料和构件进行合理的退化处理。

2.隔热性能:结构抗火设计应注重改善建筑物的隔热性能,减少火灾热辐射对结构的影响。

可以通过采用隔热材料、采取隔热层等措施来提高建筑物的隔热性能。

3.防火分区:建筑物应根据功能和使用要求进行合理的防火分区,明确疏散通道和安全出口的位置和数量,确保人员的安全撤离。

4.烟雾控制:结构抗火设计要注意烟雾对人员疏散的影响。

混凝土的抗火性能研究

混凝土的抗火性能研究

混凝土的抗火性能研究混凝土是一种常用的建筑材料,其抗火性能对建筑结构的安全至关重要。

本文将对混凝土的抗火性能进行研究,探讨其在火灾中的表现及相关改进措施。

一、引言混凝土作为一种广泛应用于建筑领域的材料,具有一定的抗火特性。

然而,在长时间高温作用下,混凝土结构仍然可能遭受破坏。

因此,进一步研究混凝土的抗火性能对于提高建筑结构的防火能力和延长疏散时间至关重要。

二、混凝土在火灾中的表现在火灾中,混凝土的抗火性能直接影响着建筑结构的安全性。

当温度升高时,混凝土内部的水分会逐渐蒸发,从而形成一层保护层,防止火焰侵蚀内部结构。

此外,混凝土中的石料和骨料具有较高的熔点和导热性,能够吸收和分散火焰的热量,有效延缓火势蔓延。

然而,长时间高温的作用下,混凝土内部的水分会被蒸发殆尽,保护层的效果将逐渐减弱。

同时,高温会导致混凝土产生膨胀和裂缝,使其力学性能下降,极端情况下可能导致建筑结构崩塌。

三、混凝土的抗火性能改进措施为了提高混凝土的抗火性能,可以采取以下措施:1. 添加防火掺合料:适量添加防火掺合料,如铝粉、硅酸铝盐等,可在混凝土中形成具有良好隔热性能的保护层,进一步提高其抗火能力。

2. 改变混凝土配合比:通过调整混凝土中水泥、骨料和砂的配合比,可以改变其力学性能和热传导性能,从而提高其抗火性能。

3. 使用纤维增强材料:添加纤维增强材料,如钢纤维、玻璃纤维等,可以有效提高混凝土的韧性和抗裂性能,从而增强其在火灾中的抗击能力。

4. 进行防火涂层处理:在混凝土表面施加防火涂层,如防火涂料或防火石膏板,可以形成一层隔热保护层,起到阻燃的作用,保护混凝土结构不受火势侵蚀。

四、混凝土抗火性能的测试方法为了评估混凝土的抗火性能,通常采用以下测试方法:1. 火焰冲击试验:将预制的混凝土试样置于直接火焰冲击区域,观察并记录试样的表面破坏情况和裂缝程度,以评估其抗火能力。

2. 热重分析:通过对混凝土试样进行热重分析,可以确定其在高温下的热分解过程和质量损失,从而评估其热稳定性和抗火性能。

建筑结构火灾实验报告总结

建筑结构火灾实验报告总结

建筑结构火灾实验报告总结概述:建筑结构火灾实验旨在研究不同建筑材料和结构对火灾蔓延和热传导的影响,以提供有效的防火保护措施和设计指导。

本报告总结了通过进行实验所得到的关于建筑结构火灾行为的重要发现和结果。

一、火灾蔓延特性分析1.1 火焰蔓延速度与材料燃烧性能关系通过实验观测,我们发现不同材料的燃烧性能直接影响着火焰蔓延速度。

高温下易燃材料会迅速释放可燃气体并扩大火场范围;而难燃或阻燃材料则令火势得到有效限制。

1.2 结构布局对火势扩散的影响实验中,我们模拟了不同类型建筑平面布局及出口通道设置,并观察其对火灾蔓延速率的影响。

合理规划出入口通道以及消防设施位置能够有效地减缓火势蔓延速度、增加逃生通道安全性。

1.3 建筑外墙防火措施的研究我们通过实验研究了多种常见建筑外墙材料的耐火性能。

结果显示,采用难燃或阻燃外墙材料可有效提高建筑整体的抗火能力,并减轻火势蔓延速度。

二、结构稳定性与抗火设计2.1 钢结构和混凝土结构在火灾条件下的表现比较通过模拟不同类型的钢结构和混凝土结构在火灾环境中受到极端温度作用后的行为,我们发现钢结构更容易受到高温影响而失去强度,进一步导致建筑倒塌;而混凝土结构在一定程度上保持其承载能力。

2.2 结构施工质量对防治火灾扩散影响经过实验控制组和试验组进行比较观察,我们发现良好的施工质量是确保建筑消防安全的重要因素之一。

精细施工可以提高纵横向连通性及密闭性,从而降低了火势传播速率以及避免了火灾事故的扩大。

2.3 专用防火材料对建筑结构阻燃性能的增强实验结果显示,采用高效的专用防火材料(如防火涂料、阻燃夹层等)可以有效地提高建筑结构在火灾中的抵抗能力。

这些材料不仅具有较好的耐火性能,还可以降低热传导和保护结构基本完整。

三、应急逃生设计与消防设备配置3.1 安全疏散路径规划靠谱性验证通过实验模拟不同紧急情况下的人员疏散过程及时间,我们检验了安全疏散路径规划方案的合理性。

科学合理的路径规划设计能够最大限度地减少逃生难度,提高人员疏散效率。

浅谈建筑结构抗火性能研究现状

浅谈建筑结构抗火性能研究现状
依据 目前 的研究状况 . 钢筋混凝土结构 的抗火性 能与常
温下性 能相 比还是有很大的差异 。有如下些特点 :

因此 . 火灾 荷载调查统计 研究是钢筋 混凝土结 构抗 火研
究 的基 础 。
32 钢筋 混凝土结构火灾反应 分析 中混凝 土本构模 型的研 .
2 0 科技视界 S INC 0 l CE E&T C E HNOL Y VII OG SON
【 要】 摘 火灾是威胁公共安全的一种主要灾害形式, 每年都给人类带来重大损失, 而建筑物火灾又是火灾中对人类造成损
失较 大的一种 火灾形式 , 建筑物遭受火灾高温后 , 构件的承载力、 变形、 耐久性、 抗震性能等都会 受到不 同程度的影响. 使整个建
筑 结 构 的耐 久 性 、 全 性 降 低 。因此 如 何提 高 建 筑物 的抗 火性 以及 减 少 灾后 损 失 已经成 为 了公 众 十 分 关 注 的 问题 之 一 。本 文从 安
着国民经济 的高速发展与城镇人 口的 日趋集中 , 人们物质生活 水平逐步提高, 口密度逐步增大 , 人 高层建筑物越来越多, 装修
也越来越 高档 , 中间采用 了大量的可燃材料 , 大了火荷载 这 增
温度场必定产生不等 的温度变形和截面应力重分布 。超静定 结 构的高温 区部分 因为温度变形受到支 座和节点的约束 , 以
主要从钢筋混凝土结构 的抗火性能来进行 阐述 。 钢筋混凝土结 构抗火研究的 目的有 两方 面: 11 制定一套合理 、 . 方便 、 实用 的结构抗火设计方法 , 确保结
坏后构件也会有很大的残余变形 。
3 钢 筋混凝 土 结构 抗 火研 究展 望
就 目前来说 , 钢筋 混凝土结 构抗火研 究趋势 为 : 研究方

建筑耐火等级要求完整版

建筑耐火等级要求完整版

建筑耐火等级要求完整版建筑耐火等级是指建筑结构在火灾发生时的抗火能力。

建筑耐火等级的要求是为了保护人员的生命安全和建筑物财产的安全,防止火灾蔓延、热辐射和产生毒烟。

根据建筑耐火等级的要求,可以合理选用建筑材料和采取相应的防火措施,提高建筑物的耐火性能。

1.纯木结构建筑耐火等级要求:纯木结构建筑主要用于木材结构的住宅、木工厂、展览厅等建筑。

按照耐火等级的要求,纯木结构建筑应具备以下要求:(1)纯木结构的构件和护罩材料应为不燃材料,并且具有一定的耐火性能。

(2)墙体等隔火构件应具备一定的防火扩散时间。

(3)屋面和楼板应具备一定的耐火时间。

2.钢结构建筑耐火等级要求:钢结构建筑主要用于工业厂房、商业综合体、办公楼等建筑。

根据钢结构建筑的用途和要求,按照耐火等级的要求进行划分,具体要求如下:(1)钢结构的构件和护罩材料应具有一定的耐火性能,并且具备防火隔热的能力。

(2)承重构件应具备一定的耐火时间,以防止构件温度过高而发生失稳甚至坍塌。

(3)墙体、防排烟设备和逃生通道等防火构件应具有一定的耐火性能。

3.砌体结构建筑耐火等级要求:砌体结构建筑主要用于民用住宅、学校、医院等建筑。

按照耐火等级的要求,砌体结构建筑应具备以下要求:(1)砌体结构的墙体和隔墙应具有一定的耐火性能,以防止火灾的蔓延。

(2)砌体结构的楼板和屋面应具备一定的耐火时间,防止火灾热辐射和产生毒烟。

(3)逃生通道和防排烟设备等防火构件应具备一定的耐火性能,以确保人员安全疏散。

4.组合结构建筑耐火等级要求:组合结构建筑是指采用多种建筑结构形式的建筑,如钢结构与砌体结构的组合、钢结构与混凝土结构的组合等。

根据组合结构建筑的用途和要求,按照耐火等级的要求进行划分,具体要求如下:(1)各种结构形式的构件和护罩材料应具备一定的耐火性能,并且具备防火隔热的能力。

(2)各种结构形式的承重构件应具备一定的耐火时间,以确保结构的稳定性。

(3)防火隔墙、防火门、逃生通道等防火构件应具有一定的耐火性能,以保证人员安全疏散。

建筑结构耐火特性和建筑防火和抗火设计

燃烧过程燃烧速度热释放速率030201建筑结构材料的燃烧特性热传导耐火极限耐火时间建筑结构的热传导和耐火极限结构变形高温导致材料脆化,降低其承载能力,最终导致结构断裂。

结构断裂轰然倒塌建筑结构在火灾中的失效机制防火分区防烟分区防火分区和防烟分区疏散设施安全出口疏散设施和安全出口灭火设施和消防系统灭火设施灭火设施包括灭火器、灭火弹、喷淋系统等,用于扑灭初起火灾。

灭火设施应根据建筑的使用性质和火灾危险性进行选择和设置,并应定期进行检查和维护,确保其有效性。

消防系统消防系统包括消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统等,用于扑灭火灾和防止火势蔓延。

消防系统的设计应根据建筑的使用性质、规模和火灾危险性进行选择和设置,并应与建筑防火分区、防烟分区等设计相结合,以确保在火灾中能够迅速控制火势。

结构防火分区结构构件的防火保护材料的燃烧性能01材料的耐火极限02材料的防火等级03电气设备的抗火保护建筑物内的电气设备应进行抗火保护,如采用防火电缆、阻燃电线等。

此外,电气设备应设置火灾自动报警装置和自动切断电源装置。

暖通空调系统的抗火保护暖通空调系统是建筑物的重要组成部分,应进行抗火保护。

例如,空调管道应采用耐火材料,并在关键部位设置防火阀。

此外,暖通空调系统还应设置防排烟设施,以减少火灾烟气的危害。

建筑设备的抗火保护罗马大火(公元64年)伦敦大火(1666年)芝加哥大火(1871年)巴西里约热内卢森林大火(2019年)澳大利亚山火(2019-2020年)强化建筑防火和抗火设计完善火灾预警和应急机制加强防火意识和安全教育火灾案例的教训和启示智能化防火系统利用物联网、传感器等技术,构建智能化的防火系统,实时监测建筑物的温度、烟雾等状况,及时发现火源并采取应对措施。

高性能防火材料研究和开发高性能的防火材料,如新型的耐火涂料、隔热板等,能够提高建筑物的耐火等级。

高效灭火设施研发高效的灭火设施,如高压水枪、灭火器等,能够在火灾发生时迅速扑灭火源,降低火灾的危害。

瞬态传热的钢结构构件抗火性能的分析的开题报告

瞬态传热的钢结构构件抗火性能的分析的开题报告一、选题背景随着钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛,建筑物防火安全问题也越来越受到重视。

当钢结构构件遭遇火灾时,其抗火性能会直接影响建筑物的安全性。

由于瞬态传热过程具有短时间内的高温和强烈的热辐射特点,因此针对瞬态传热的钢结构构件抗火性能的研究显得尤为重要。

二、研究意义本研究旨在探讨钢结构构件在瞬态传热状态下的抗火性能,并提出相应的措施来提高抗火性能。

通过研究瞬态传热特性与钢结构构件的耐火性能之间的关系,能够为钢结构抗火设计提供一定的参考依据,有助于提高建筑物的防火安全性。

三、研究内容与方法本研究将以常见的钢结构构件为研究对象,通过实验和数值模拟的方法研究其在瞬态传热状态下的抗火性能,并分析瞬态传热对钢结构构件耐火性能的影响。

具体研究内容包括:(1)瞬态传热实验装置的设计与制作;(2)瞬态传热状态下钢结构构件温度分布、热辐射分布等参数的实验研究;(3)数值模拟研究,通过ANSYS等软件对瞬态传热状态下钢结构构件的温度分布进行仿真分析;(4)分析瞬态传热状态对钢结构构件耐火性能的影响,探讨提高钢结构抗火性能的方法和技术。

四、研究预期成果本研究旨在探讨钢结构构件在瞬态传热状态下的抗火性能,预期成果包括:(1)建立一套基于瞬态传热状态下的抗火性能测试方法和技术,为钢结构抗火设计提供实验依据;(2)分析瞬态传热状态对钢结构构件耐火性能的影响,提出相应的抗火设计措施和建议;(3)得出一些有益的结论和建议,为今后类似研究提供参考。

五、研究计划本研究计划分为以下几个阶段:(1)文献综述和研究框架的确定(1个月);(2)瞬态传热实验装置的设计和制作(2个月);(3)瞬态传热状态下钢结构构件的实验研究和数据分析(4个月);(4)数值模拟研究,对瞬态传热状态下钢结构构件的耐火性能进行分析(2个月);(5)分析瞬态传热状态对钢结构构件耐火性能的影响,提出相应的抗火设计措施和建议(2个月)。

建筑结构的耐火特性及建筑防火与抗火设计

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易燃性建筑材料:在空气中受到火或高温作用时,立即起火,且火焰传播速度很快,如有机玻璃、泡沫塑料等。
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可燃性建筑材料:在空气中受到火或高温作用时,立即起火或微燃,并且离开火源后仍能继续燃烧或微燃,如天然木材、木制人造板、竹材、木地板、聚乙烯塑料制品等。
单击此处添加小标题
①高温对混凝土弹性模量的影响。
在火作用下,混凝土的抗压强度在稳定达300℃作用时开始下降,但温度升至600℃时,将降为常温下抗压强度的45%,而到1000℃。则几乎完全丧失。
②高温对混凝土强度的影响。
钢材在高温下的弹性模量和泊松比。
钢结构在高温作用下的特点。
钢材在高温下的力学性能
钢材的弹性模量E和泊松比 是结构性状变化的敏感参数。钢材的弹性模量随温度升高而降低,具体表现为:在0~600℃范围内,弹性模量随温度升高而逐渐降低;当超过600℃后,其随温度升高而显著下降。
木材的燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧两个阶段。有焰燃烧是木材所产生的可燃性气体着火燃烧,形成可见的火焰,因而是火势蔓延的主要原因。无焰燃烧是木材热分解完后形成的木炭的燃烧,它助长火焰燃烧的持久性,会导致火势持久。
建筑构件的高温性能 国内学者研究发现,荷载位置及大小、构件和结构受火部位、构件表面最高温度、火灾持续时间、混凝土类型、构件截面尺寸与配筋率、构件保护层厚度等因素是影响高温下与高温后钢筋混凝土构件和结构力学性能的主要因素。
2.提高耐火极限的措施
建筑的耐火等级
在构件表面涂覆防火涂料。 进行合理的耐火构造设计。
在建筑结构体系中,一般楼板直接承受有效荷载,受火影响比较大,因此建筑耐火等级的评判是以楼板为基准,结合火灾的实际情况作出规定。
现浇钢筋混凝土整体楼板耐火极限达1.5h,为一级耐火等级,普通钢筋混凝土空心板耐火极限达1h为二级耐火等级;三级耐火等级的为0.5h。

建筑钢结构耐火性分析

建筑钢结构耐火性分析作者:刘鹏令来源:《现代装饰·理论》2012年第10期摘要:建筑钢结构和传统的混凝土等建筑结构相比较起来,具备自重轻、抗震性好,而且建设工期短、材料可回收等优势极大地符合了当前人们对节能建材的要求。

但钢结构唯一的不足就是本身不具有耐高温的特性,这对其发展造成制约。

在本文中,笔者从对建筑钢结构耐火性能简略分析出发,继而从设计和施工方面剖析了加强钢结构耐火性的解决途径。

关键词:建筑;钢结构;耐火性随着我国市场经济的快速发展,社会随之进步,人们的生活质量也在不断的提升,同时对环保和节能也提出了越来越高的要求和更多的关注。

在建筑领域,由于钢结构本身具备着强度高、施工时间较短、自重轻、材料可回收再利用以及抗震性能优等众多的优点,使得其理所当然的成为了绿色环保型的深受人们欢迎的建筑材料,然而,其唯一的不足就是钢材其本身不具有耐高温的特性,这不仅极大的对建筑钢结构的可靠、安全性造成了不良的影响,还严重阻碍了其长远的发展。

所以,要想大力推广应用钢结构,就必须提升建筑钢结构的耐火性,只有这样,才能使这种节能环保的建筑结构得到普及并真正发挥它的优势。

一建筑钢结构耐火性概述钢材的性能对建筑钢结构耐火性起到一定的决定作用,钢材本身具备着比较好的耐火耐热性,其自身不会燃烧。

然而,钢材不耐高温,温度和钢材的强度呈反比关系,温度若是升高,钢材的强度就会呈变弱趋势,同时变形增大,当加热200°之内的时候,钢材性能不会随温度发生明显变化:当随着温度增加到430~540°之间,强度急剧下降;温度达到600°时,其强度急剧下降,不能承担过多负荷。

在这种情况下,一旦发生,火灾温度到达450~650时,建筑钢结构就会丧失承载能力,致使钢柱及钢梁发生弯曲,将导致其形变过大而不能继续使用,甚至垮塌。

可见,建筑钢结构构件在遇到高温时,其发生形变乃至失效是很难避免的。

所以,为了保证在发生火灾时,建筑钢结构不会立即倒塌,我们就要尽最大可能提升它的耐火极限。

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建筑结构抗火性能分析-
【摘要】如果发生火灾,火灾高温将严重恶化结构材料的性能,结构构建的内力分布也会被重新改变,产生显著的结构变形。

结构材料的承载力将会减弱,危机建筑物安全。

因此,科学地设计建筑物抗火结构,形成完善的、可靠的抗火设计方案,是学术界和工程界普遍关注的问题。

【关键词】结构;抗火;设计
火灾给人类带来的损失是巨大的,其中,建筑物火灾的发生频率和造成的损失远高于其他形式的火灾。

目前,我国的建筑物随着经济的发展也在快速发展,高层、多层、多功能建筑物越来越普及,建筑物内的人口密度也在不断提高,发生火灾时造成的危害也就越大。

本文将对建筑物结构抗火性能进行分析和建议。

1.以往的建筑结构抗火性能研究情况
1.1对建筑火灾发展过程的研究
研究建筑火灾发展过程的目的,就是掌握建筑火灾发生的原因和规律,了解火灾发生过程中的气体、温度等的变化,预测未来发生火灾的可能性,从而为科学地设计建筑物抗火结构提供依据。

高温下建筑材料易发生形变,材料的力学性能也会随之发生变化。

高温下材料的热工性能和力学性能是人们研究的重要课题。

热工性能主要包括比热容、热传导系数、热膨胀系数等。

混凝土的骨料类型、温度、水分含量和各材料的混合比都会影响混凝土的热传导性能。

混凝土的热传导系数随着温度的升高而下降,其它几种因素的影响也会越来越小。

与混凝土的力学性能研究相比,对其热工性能的研究较少,因此在这方面还有很大的研
究空间。

1.3对建筑构件内部的温度场的研究
材料的温度与力学性能有密切的关系。

研究材料内部各点的温度变化过程能为计算构件及结构在火宅中的反应提供依据。

建筑火宅如果发生,释放的热量将会通过热辐射、热对流等传到方式传递到建筑物表层,再通过热传导传递到构件内部。

构件内部的温度场会随时间变化,一般可以通过傅立叶热微分方程计算构建内部的温度分布情况。

混凝土的导热系数和比热容与温度具有函数关系,且环境因素会影响边界条件,因此火灾发生时构建内部的温度场是非线性瞬态问题。

1.4对建筑结构抗火性能的实验研究
人们已经对梁、柱、板等建筑构件进行过抗火性能测试和研究,并得出了配套的计算公式。

Ellingwood等对不同截面形状的钢筋混净土进行试验,考察了混凝土保护层厚度、荷载水平、升温方案等对简支梁耐火性能的影响,并得出了相关结论。

台湾交通大学也对混凝土的抗火性能进行了研究,对剥落现象进行了证明。

1.5对相关软件的研究
计算机软件的发展对分析建筑结构的抗火性能具有重要意义。

1977年麻省理工学院和伯克利加州大学联合建立了火灾中框架反应的分析软件。

该软件经过多次修改和升级,如今已经具备了完善的分析能力。

1979年,瑞典国家试验研究院也设计了类似的软件对建筑物火灾情况进行分析,随着不断的完善,目前已运用到试验和教学活动中。

近年来我国对钢筋混凝土的分析软件也在不断优化,目前,火灾情况中建筑物的二维温度场、三位温度场和结构的变形、开裂等情况都能通过可视化的技术显示出
来。

2.如何提高建筑物抗火性能
通过对以往研究的分析和综合,对建筑物抗火性能的研究将会呈现出研究内容多样化、设备先进化、考虑因素综合化等趋势。

笔者结合对现实情况和理论发展的总结和分析,对建筑结构抗火性能的提高提出以下建议:
2.1开发耐火的建筑材料
提高建筑材料自身的耐火性对减轻火灾损失具有事半功倍的作用,同时,可以减少工程支出,加快施工进度。

耐火材料的开发是当今一个重要的研究课题。

据悉,武汉某钢铁公司在耐火材料的研发上有重要突破,而且其产品已经被运用到国家大剧院的工程建设中。

此外,提高混凝土的耐火性也是人们研究的重要课题之一。

加拿大国家研究院通过实验证明,添加纤维对防止混凝土爆裂具有显著的作用。

2.2加大实验投入,获取实验数据
当前,有关混凝土在高温和双向受力条件下的本构关系实验数据比较少,而高温和三相受力下的本构关系的实验数据几乎为零。

高温条件下建筑材料的热工性能的实验数据也很少,某些关键的数据,如对流换热系数等还是难以确定。

因此,提高建筑结构的抗火性能,应当加大科研和实验投入,通过实验获得更多有用的数据,以促进研究的深化和材料的开发。

2.3研究节点的耐火性能
专家通过对世贸大厦5号楼的调查研究,发现结点在火灾中严重受损是造成大楼坍塌的主要原因。

当前,结点耐火性能的研究还相当少,结点作为建筑物受力和分散力的重要结构,应当得到研究者的重视,通过对结点耐火性能的研究,设计出更加合理
的建筑结构。

2.4开发性能化的抗火设计方法
性能化抗火设计方法,虽然注重确定建筑结构在火灾中应该达到的目标,但对目标实现的手段并无限制。

因此,在对建筑结构的抗火性能进行分析时,除应考虑结构本身的抗火性能外,还应考虑建筑物中主动消防设施的影响和消防队员的作用。

此外,增强大型设备的投入和实验,突破目前单一实验设备的限制,可以为结构设计方法提供更多便利。

2.5开发抗火分析专用软件
抗火分析软件的目的应当是在进行建筑结构设计时提前预知和减少将来可能出现的风险,预测可能出现的火灾及场景,预测建筑物的反应和救火措施。

目前的建筑物抗火软件远不能达到该水平。

财政部门应当在资金上支持科研部门,加大科研投入和软件开发力度,尽快让软件实际运用到建筑物结构设计中,减少建筑物火灾造成的危害。

2.6提高混凝土强度
专家通过对高温下不同混凝土强度等级和不同配筋率下钢筋混凝土简支梁抗弯、抗剪承载力的计算和分析,得出结论:提高混凝土强度能明显提高混凝图简支梁的抗剪性能,但抗弯性能的提高不大;在配筋率的允许范围内增大受力钢筋面积能显著增强钢筋混凝土的极限承载能力。

总之,当前对建筑物火灾的研究取得一定成果的同时,还有更多的难题等待人类去克服。

研究投入不足、设备落后、研究规模小、内容少的问题应当得到人们的重视。

在该形势下,国家应加大投入支持科研,企业也应加大投入,对建筑材料的质量进行研究和提高,共同优化建筑结构的抗火性能。

[科]
[3]徐蕾,刘玉彬.钢管混凝土叠合柱耐火性能研究[J].建筑结构学报,2014,35(6):33-41.。

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