高層建筑結(jié)構(gòu)防火探討

高層建筑結(jié)構(gòu)防火探討1高層建造結(jié)構(gòu)的性能分析1．1建造構(gòu)件材料的性能分析高層建造結(jié)構(gòu)主要包括三方面:鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這三種結(jié)構(gòu)的材料主要是混凝土和鋼材。混凝土是一種水硬性復(fù)合材料，由水泥、骨料構(gòu)成，用水和外加劑將其攪拌并硬化。高溫下，混凝土內(nèi)部受熱分解，轉(zhuǎn)變力學(xué)性能。溫度不同時(shí)，混凝土?xí)胁煌膿p壞:當(dāng)超過(guò)100℃時(shí)，混凝土排出的是游離水;超過(guò)200℃時(shí)，混凝土排出化學(xué)結(jié)合水;達(dá)到350℃時(shí)，會(huì)造成鋁酸鈣和硅酸鈣的脫水。而當(dāng)超過(guò)570℃時(shí)，氫氧化鈣粒子舉行脫水分解，破壞混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低物理強(qiáng)度。此外，混凝土的彈性也會(huì)受高溫影響，500℃時(shí)，其結(jié)構(gòu)的彈性只能達(dá)到本來(lái)的一半，當(dāng)達(dá)到700℃時(shí)，彈性就降為本來(lái)的25%以下。由此我們可以看出，高溫時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的防火性能影響較大。因?yàn)殇摬牡钠贩N、規(guī)格不盡相同，但總體來(lái)說(shuō)，無(wú)論是哪一品種，其耐火性能都不高，隨著溫度的上升，其彈性和強(qiáng)度都會(huì)大大降低。此外這種變化與鋼材的負(fù)荷水平、溫度升高的速度以及高溫蠕變有關(guān)。1．2基本構(gòu)件的性能高層建造物的基本構(gòu)件一般包括:墻體、梁、柱、板、屋架等?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，高溫條件下基本構(gòu)件的力第1頁(yè)共5頁(yè)學(xué)性能發(fā)生變化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)因?yàn)樾巫儽黄茐?，從而降低?gòu)件的承載力。墻，在高層建造中起到了承重和圍護(hù)的作用，一般有兩種類型:鋼筋混凝土墻、粘土磚墻。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，墻體受熱不勻稱，產(chǎn)生熱應(yīng)力，這種力會(huì)造成墻體龜裂，進(jìn)而影響墻體的承載力。柱，在高層建造中是一種豎向的受壓構(gòu)件，起到承載樓板的作用，一般采用鋼材料或鋼筋混凝土材料。其中，在高溫條件下，鋼筋混凝土柱會(huì)降低其強(qiáng)度和彈性，造成形變，因?yàn)檫@種材料是有鋼筋和混凝土兩種材料混合握裹的，因此，形變會(huì)破壞握裹，終于影響柱的防火性能。梁，在高層建造中起到支撐的作用。通常使用鋼材料或者鋼筋混凝土材料。通常都是在常溫下設(shè)計(jì)的，而火災(zāi)發(fā)生時(shí)，過(guò)高的溫度使梁的力學(xué)性能發(fā)生轉(zhuǎn)變，嚴(yán)峻影響梁的耐火性能。樓板，作為直接承載的水平構(gòu)件，無(wú)論是低層建造還是高層建造，都起到了分隔樓層和傳遞荷載的作用。而樓板的耐火性能取決于板的支承條件和庇護(hù)層厚度，而鋼筋混凝土樓板在火災(zāi)中的耐火極限要高于預(yù)應(yīng)力樓板。當(dāng)超出極限值時(shí)，就會(huì)使樓板失去支承力而坍塌。1．3高層建造物的結(jié)構(gòu)性能對(duì)高層建造物而言，其結(jié)構(gòu)通常是多層框架的，材料也一般選用鋼筋和混凝土兩種，而這兩種材料在高溫條件下其彈性和強(qiáng)度都會(huì)顯然下降，加之內(nèi)部結(jié)構(gòu)第2頁(yè)共5頁(yè)形變，承載力下降，進(jìn)而引起建造物坍塌。高層建造結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)2．1設(shè)計(jì)思想依據(jù)國(guó)家對(duì)高層建造結(jié)構(gòu)防火體系的相關(guān)規(guī)定，在設(shè)計(jì)中務(wù)必實(shí)行切實(shí)有效的防火措施，要求在經(jīng)濟(jì)合理的條件下保障人員平安，在規(guī)定的時(shí)光內(nèi)，結(jié)構(gòu)不得超出耐火性能的極限值，保證不會(huì)破壞結(jié)構(gòu)，且在火災(zāi)后可以舉行修理?；谝陨系囊?，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)的基本思想就是要提高高層建造的基本構(gòu)件的耐火極限，最大限度地為消防人員的撲救以及人員的平安逃離供應(yīng)時(shí)光。2．2民用高層建造設(shè)計(jì)防火規(guī)范我國(guó)《高層民用建造設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045－95(2022版)中規(guī)定:依據(jù)火災(zāi)危急性、使用性質(zhì)以及撲救的難度，民用高層建造，其耐火等級(jí)一般分為兩級(jí)，即:一級(jí)和二級(jí)，且一類建造物的耐火等級(jí)要高于二級(jí)。此外，對(duì)高層建造的地下室和裙房的防火等級(jí)也做出規(guī)定，即:地下室是一級(jí)，裙房應(yīng)高于二級(jí)。因此，基本構(gòu)件的耐火性能直接影響著結(jié)構(gòu)的耐火性能，由耐火極限確定。耐火極限根據(jù)時(shí)光—溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線決定。2．3高層建造的防火設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)高層建造的防火體系時(shí)，要對(duì)建造的基本構(gòu)件的耐火極限有嚴(yán)格要求。在極限所允許的范圍內(nèi)，保證消防人員準(zhǔn)時(shí)撲救和人員的平安撤離。而基本構(gòu)件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是概率理論，即:根據(jù)建造結(jié)構(gòu)能承受的耐火極限，第3頁(yè)共5頁(yè)建立相關(guān)的模型，理論計(jì)算防火系數(shù)Ｒf;利使勁學(xué)的理論計(jì)算在溫度和有效荷載的作用下構(gòu)件的荷載效應(yīng)Sf;對(duì)兩者舉行比較，要求Ｒf＞Sf，這樣可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，符合要求。當(dāng)Ｒf小于等于Sf時(shí)，需要重新設(shè)計(jì)。下文分離闡述了由鋼材料和鋼筋混凝土材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)。2．3.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)為了避開(kāi)在火災(zāi)中發(fā)生整體崩塌，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)中，首先要決定防火等級(jí)，依據(jù)不同的等級(jí)的防火要求決定火災(zāi)的設(shè)計(jì)荷載。一般可以將火災(zāi)產(chǎn)生的高溫效應(yīng)看做是一種荷載，考慮其與結(jié)構(gòu)上的其他荷載共同產(chǎn)生的影響，估量其概率極限，并舉行具體的防火設(shè)計(jì)。2．3.2鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)為保證發(fā)生火災(zāi)時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件不被破壞，該設(shè)計(jì)要求實(shí)際的耐火時(shí)光要大于耐火極限。就目前的技術(shù)而言，以承載的極限狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，在高溫條件下，考慮到溫度應(yīng)力的影響，計(jì)算構(gòu)件的內(nèi)部溫度以及內(nèi)力，決定高溫下材料的參數(shù)，并設(shè)計(jì)一定的防火掩蓋厚度。最后，按照構(gòu)件的材料和受載的類型，對(duì)耐火極限值以及極限狀態(tài)舉行驗(yàn)算，做出切實(shí)有效的防火構(gòu)造設(shè)計(jì)。以上高層建造結(jié)構(gòu)防火探討由建造網(wǎng)搜集收