钢筋混凝土板的抗火性能研究进展
混凝土结构抗火性能研究
混凝土结构抗火性能研究摘要：由于城市的密集化程度越来越高，人口持续增长，多高层现代建筑（多以钢筋混凝土建筑居多）也越来越多，从而导致建筑火灾频繁发生，后果也越来越严重，造成人类生命及财产蒙受重大损失。
因此有必要研究钢筋混凝土结构的抗火性能。
近年来，国内外开展了高温（火灾）下的钢筋混凝土材料、构件及相应结构的受力性能的实验研究及理论分析，并取得了一些成果，现就钢筋混凝土结构抗火性能研究内容、设计以及现状与发展做简单介绍。
关键字：混凝土抗火内容、设计、发展0 引言火灾给人类的生命财产造成极大的损失,火灾造成的经济损失仅次于干旱和洪涝,而发生的频度则位居各种灾种之首。
目前,钢筋混凝土结构是我国主要建筑结构形式之一。
尽管钢筋和混凝土材料属于热惰性材料,但由于火灾的高温作用,材料性能将严重劣化,在结构中将发生严重的内(应)力重分布,使结构性能大大削弱,危及结构的安全。
建筑结构特别是钢筋混凝土框架结构在火灾中坍塌的事故时有发生,往往造成重大的人员伤亡和财产损失。
研究钢筋混凝土结构的抗火性能十分必要和迫切。
1混凝土结构抗火理论研究内容混凝土结构抗火的全过程分析包括三部分:室内火灾温度场分析、构件和结构内部温度场分析和抗火性能分析。
本文主要介绍后两部分的研究。
1.1混凝土构件和结构内温度场1.1.1求解方法概述为进行高温下的结构性能分析,一般先进行构件和结构内温度场分析,由于结构的内力和变形一般不影响热传导过程,因而可对温度场进行独立分析。
构件和截面温度场由于受诸多因素如材性离散、边界条件处理等影响,理论分析较为复杂。
以前的温度场确定主要通过试验实测,即通过在构件中预埋热电偶,积累大量数据绘制成相应的表格供查找参考。
热传导方程是一个非线性抛物型偏微分方程,在用数值解法求解的过程中,除上文提到的空间有限元和时间有限差分结合法外,还有空间差分和时间差分结合法、空间有限元和时间有限元结合法等。
目前研究者对温度场的计算对象均集中在构件如墙板、柱、梁等,由于热传导问题实际上是三维问题,这大大增加了理论求解的难度,因而研究者根据构件形状、受火条件等对计算模型进行简化,从而变为二维问题甚至一维问题。
近年来混凝土结构抗火研究进展
建筑结构学报 Journal of Building Structures第31卷第6期2010年6月Vol131No16June2010014文章编号:100026869(2010)0620110212近年来混凝土结构抗火研究进展吴 波1,唐贵和1,2(1.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广东广州510640;2.华南农业大学土木工程系,广东广州510642)摘要: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。
关键词:混凝土;结构;抗火;设计规程中图分类号:T U375 文章标志码:AState2of2the2art of fire2resistance study onconcrete structures in recent yearsWU Bo1,T ANG Guihe1,2(1.State Key Laborat ory of Subtr op ical Building Science,S outh China University of Technol ogy,Guangzhou510640,China;2.Depart m ent of Civil Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou510642,China) Abstract:This paper p resents the state2of2the2art of fire2resistance study on concrete structures including retr ofitted structures and re2used structures in recent year,and discusses s ome issues that still need t o be investigated.Based on the extensive literatures,the develop ing trends of fire2resistance research of concrete structures are suggested.The ‘Regulations for fire resistance of concrete building structures’currently under p reparation is introduced briefly.It can be seen that since the heating ti me related to the defor mati on li m it state is generally very close t o that corres ponding t o the l oad2bearing capacity li m it state for concrete structures at high temperature,and considering the design p ractice at r oom temperature,the fire resistance design may be conducted based on the l oad2bearing capacity li m it state at elevated temperature.Random fire resistance of structures,cooperative acti on of structural members at high temperature,fire behavi or of gl obal structures,and fire resistance of contr ol devices are main p r oblem s for concrete structures in fire and need to be studied in the future.Keywords:concrete;structure;fire2resistance;designal specification基金项目:国家自然科学基金重点项目(50738005),教育部科学技术研究重点项目(108106),广东省科技计划项目(2009B060700094),亚热带建筑科学国家重点实验室重点研究项目(2008Z B10),中央高校基本科研业务费项目(2009ZZ0046)。
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。
钢筋混凝土构件的防火性能研究
钢筋混凝土构件的防火性能研究一、引言钢筋混凝土构件作为建筑结构中常见的材料之一，在建筑工程中具有广泛的应用。
然而，在火灾发生时，钢筋混凝土构件的防火性能成为了建筑安全的重要指标之一。
因此，对钢筋混凝土构件的防火性能进行研究具有重要的理论和实际意义。
二、钢筋混凝土构件的防火性能1. 钢筋混凝土构件的构成和性质钢筋混凝土构件主要由混凝土和钢筋两部分组成。
混凝土是一种复合材料，由水泥、石子、砂子和水等原材料按照一定比例混合而成。
混凝土具有良好的耐火性能和隔热性能。
钢筋是钢材加工而成，具有优良的抗拉强度和韧性。
2. 钢筋混凝土构件的防火性能指标钢筋混凝土构件的防火性能指标主要包括耐火极限、热稳定性、热传导系数和抗震性能等。
其中，耐火极限是指构件在火灾条件下能够保持正常的力学性能和稳定性的时间。
热稳定性是指构件在受到高温作用时能够保持稳定的形态和尺寸。
热传导系数是指构件在高温下的导热能力，影响构件的温升和热传递。
抗震性能是指构件在地震或其他振动作用下的承载能力和变形性能。
3. 影响钢筋混凝土构件防火性能的因素（1）构件几何形状和尺寸，包括构件的截面形状、厚度和长度等；（2）材料的种类和性质，包括混凝土的配合比、强度等级和密度，钢筋的直径、强度等级和数量等；（3）火灾条件，包括火源的温度和持续时间等。
三、钢筋混凝土构件防火性能的研究方法1. 实验研究方法实验研究方法是目前研究钢筋混凝土构件防火性能最常用的方法之一，主要包括材料性能测试、构件抗火性能试验和火灾模拟试验等。
其中，材料性能测试主要用于评估混凝土和钢筋的耐火性能和热稳定性能；构件抗火性能试验主要用于评估构件在火灾条件下的力学性能和稳定性；火灾模拟试验主要用于模拟真实火灾条件下构件的耐火性能和热稳定性能。
2. 数值模拟方法数值模拟方法是通过计算机软件模拟钢筋混凝土构件在火灾条件下的热响应和力学性能，以评估构件的耐火性能和稳定性能。
数值模拟方法具有高效、经济、安全等优点，已经成为研究钢筋混凝土构件防火性能的重要方法之一。
钢筋混凝土结构抗火性能试验研究现状及存在的问题
２０１０年 １ 月
火
灾
科
学
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ １ １１ ， ． Ｊ ｎ ２０ １０ ａ ．
ＦＩ ＲＥ ＡＦＥＴＹ ＣＩ Ｓ Ｓ ＥＮＣＥ
文 章编 号 ：０ ４５ ０ （ ０ ０ 一０ １１ １０ — ３ ９ ２ １ ）０ ０ —０
钢 筋 混 凝 土 结构 抗 火 性 能试 验 研 究 现 状及 存 在 的 问题
及解决方法。这些问题有 的是 关于试验标 准和方法认识上存在 一定争议 的， 有些是 实验 室和真 实情 况的不一致造 成的 ， 有些是 目前技术水平限制所产生的 ， 些是 目前试验领域缺乏研 究或还没有认 识到 需要研 究的 问题 ， 有 讨论 了
一
些 有 价值 的 建议 和 研 究 方 向 ， 今 后 混 凝 土 结 构 抗 火 性 能 试 验 有 借 鉴 意 义 。 对
关键词 ： 凝土 ； 灾； 混 火 高温 ； 验 ； 火 ； 试 抗 问题 中 图分 类 号 ：Ｔ ７． Ｕ３ ５ ３ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
结 构抗 火 性 能研 究 主要 有 三种 方 法 ， 即理论 分
合笔 者在 火灾试 验 中的一 些经验 教训 和发 现 的一 些 问题 ， 进行 了详 细 的分 析 和讨论 ， 为混凝 土 结构抗 火 性 能试 验研 究提 供一定 的借 鉴作 用 。
收 稿 日期 ：０ ９１—０ 修 改 日期 ：０ ００—５ ２０ —１１ ； ２ １— １０
性模 量 、 轴应 力 一应 变 关 系 、 变 、 驰提 出 了计 单 蠕 松
基 金项 目： 国家” 十五 ” 科技攻关项 目城市公共安全综合试点 （０ １ Ａ８ ３ ０ ） ２ ０Ｂ ０ Ｂ ４
钢筋砼结构抗火性能研究现状与展望
１ 引 言
火 灾 产 生 的高 温 可使 建 筑结 构 严 重 破 坏 甚 至 倒
塌。 调查 结果 显示 ， ９ ０年 至今 ， 从１ ７ 全世界 至少 有２ 幢 ５
４层 以上 的建 筑在 火灾 中整体 倒塌 ， 中 ９ ２ 层 的 ４ 其 － ０ 幢 ， １ 以上 的６幢 。 ０ ３ ｌ 月 ３日， ２层 ２０ 年 １ 湖南 省衡 阳市
增 加底 面砼保 护层 厚度 ， 能提 高构件 的耐 火性 能 ， 但过
多地 增大 保 护层 厚度 并 不适 宜 ， 向砼 保 护层 厚 度增 侧 加对 抗 火性 能基本无 影 响 。 （） ４ 增加 受火 面纵 向受拉钢 筋率 ， 能提 高构件 的抗
火 能力 ， Ⅱ级钢筋 比配 Ｉ 配 级钢 筋 的耐火 性能要 好 。 （） ５ 高温 下简支 梁 的强度 、 变形 以及极 限温 度与荷 载一 温度 密切 相关 ， 先加 载与先 升温相 差很 大 。 载升 恒
小 ， 坏时跨 中挠 度逐 渐增大 。 破 （） ３ 受拉 钢 筋在 底 部 、 两 侧 和三 面 受火 的 构 件 ， 粱
关 键 词 ： 筋砼 ； 火 性 能 ；温度 场 ；构件 承 载 力 钢 抗
中 图分 类 号 ： ２ ， Ｘ９ ４ ＴＵ３ ２ ５ ＴＵ３ ５ 文 献 标 识 码 ： ５． ， ７ Ａ
２ 钢筋砼 结构抗 火性 能试 验 研究
（ ） 用荷 载大 于极 限荷载 的５ 时 ， ３作 ０／ 钢筋 砼简 支 ９ ６
梁 的抗火 能力会 急剧 降低 。
２ ２ 压 弯构件 抗火 试验 ．
钢筋 砼 压弯 构 件在 高 温下 的受 力 、 形 性 能很 复 变 杂， 与常温 下 的特点迥 然不 同 。其 主要 原 因 ： （ ） 温度 作用 下 ， １在 钢筋 和砼 的材料性 能发 生很大 变化 ， 一般 是强 度降低 、 变形 增大 ， 对结 构 性能不 利 。
钢混凝土组合结构抗火设计原理研究
钢混凝土组合结构抗火设计原理研究一、本文概述随着建筑科技的进步和社会对于建筑安全性要求的提升，钢混凝土组合结构在现代建筑中的应用日益广泛。
这种结构在面临火灾等极端条件时，其抗火性能成为一个关键问题。
本文旨在深入探讨钢混凝土组合结构的抗火设计原理，以期为相关领域的理论研究和工程实践提供有益的参考。
本文首先将对钢混凝土组合结构的基本概念和特点进行介绍，明确其在现代建筑中的重要地位。
随后，将重点分析火灾对钢混凝土组合结构的影响，包括火灾条件下的热传递机制、材料性能退化以及结构受力状态的变化等。
在此基础上，本文将综述当前国内外关于钢混凝土组合结构抗火设计的研究现状和发展趋势，旨在揭示现有研究中的不足和未来的研究方向。
本文将深入探讨钢混凝土组合结构的抗火设计原理，包括材料选择、截面设计、节点构造以及防火保护措施等方面。
通过对这些关键问题的深入剖析，本文旨在提出一套科学、有效的抗火设计方法，以提高钢混凝土组合结构在火灾条件下的安全性能。
本文将通过具体案例分析，验证所提出抗火设计原理的有效性和可行性。
同时，还将对未来钢混凝土组合结构抗火设计的发展趋势进行展望，以期为相关领域的持续进步提供有益的思路和建议。
二、钢混凝土组合结构概述钢混凝土组合结构是一种将钢材和混凝土两种材料通过一定的连接方式组合在一起，共同承受外部荷载的结构形式。
这种结构形式结合了钢材和混凝土各自的优点，如钢材的高强度、轻质、良好的延性以及混凝土的抗压强度高、耐火性能好等，从而实现了材料性能的互补和优化。
钢混凝土组合结构的主要类型包括钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构和型钢混凝土结构等。
钢骨混凝土结构是将钢骨埋入混凝土中，通过钢骨和混凝土的共同作用承受荷载钢管混凝土结构则是在钢管内填充混凝土，利用钢管对混凝土的约束作用提高结构的承载能力型钢混凝土结构则是将型钢与混凝土相结合，形成一种整体受力的结构体系。
钢混凝土组合结构在实际工程中的应用十分广泛，如高层建筑、大跨度桥梁、工业厂房等。
钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能研究
钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能研究一、研究背景和意义钢筋混凝土结构在建筑工程中得到了广泛的应用，但在火灾等灾难事件中，结构的受力性能会发生明显的变化，影响结构的安全性能。
因此，钢筋混凝土结构在火灾作用下的受力性能研究具有重要的现实意义和实际应用价值。
二、火灾对钢筋混凝土梁的影响1.温度变化在火灾发生时，钢筋混凝土梁受到高温环境的影响，其温度会随着时间的推移而逐渐升高。
当梁的表面温度达到一定温度时，钢筋的强度会明显降低，从而降低了整个梁的承载能力。
2.构件变形钢筋混凝土梁在火灾作用下，由于温度变化和材料性质变化，构件可能会发生形变。
这些形变可能会导致结构失稳，从而影响梁的承载能力。
3.裂缝的产生在火灾作用下，钢筋混凝土梁可能会发生裂缝，从而影响其受力性能。
裂缝的产生可能会导致构件的强度下降，从而降低整个梁的承载能力。
三、钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能研究1.试验方法钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能研究可以通过试验方法进行。
试验可以采用真实火灾模拟试验、标准火灾模拟试验等方式。
2.试验结果通过试验可以得到钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能变化规律。
试验结果表明，在高温环境下，钢筋混凝土梁的承载能力明显下降，同时构件的形变和裂缝的产生也会影响梁的受力性能。
3.数值模拟钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能研究还可以通过数值模拟的方法进行。
数值模拟可以通过ANSYS、ABAQUS等有限元软件进行。
4.模拟结果通过数值模拟可以得到钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能变化情况。
模拟结果表明，在高温环境下，钢筋混凝土梁的承载能力明显下降，同时构件的形变和裂缝的产生也会影响梁的受力性能。
四、结论钢筋混凝土梁在火灾作用下的受力性能受到了明显的影响，温度变化、构件变形和裂缝产生是影响梁受力性能的主要因素。
通过试验和数值模拟可以得到梁的受力性能变化规律，为钢筋混凝土结构在火灾作用下的安全性能评估提供了重要的理论依据。
钢筋混凝土结构抗火发展研究
遭受火灾 的混凝土材料 ，由于在高温作用 下发生 了一系列不 同的 物理化学变化 ，表面形成了不同程度的损伤疏松层 ，造成材料 的导热 率、 热容量等性能变化 ，且损伤疏松层内主要 填充 着空气 ，空气 的热 导远小 于水泥 、混凝土等建筑材料 ，热量在疏 松层 内形成热堆积 ，直 观地导致表面温度发生变化 ，混凝土本身是 一种热 惰性材料 ，在火灾 的影响下 ，其质量密度 、比热容 、导热系数等热工性 能参数都是 随着 温度变化 的函数 。它们 是建 立构件 的截 面温 度场控 制方 程 的重要参 数 ，因此 大家都对它 进行 了大量 的试 验研 究。得 出材料 性能 特点 如
下：
１ ．结构的抗火研究现状 目前在工业与 民用建筑工程中钢筋混凝土结构是运用最 广泛的建
筑结 构形式 。但是 由于钢 一 混材料本身 的特殊性 ，即它是 由两种完全 不同的材料——钢筋和混凝土而组成的 ，因此它 的性能特点 就于这两 种不 同材料 的性能特点紧密相关 ，在非线性 阶段 ，各种材料 本身的非
钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能研究
钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能研究一、研究背景钢筋混凝土结构在建筑中得到了广泛的应用，但在火灾中受力性能会受到较大的影响。
因此，研究钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能，对于保障建筑物的安全具有重要意义。
二、火灾对钢筋混凝土梁的影响1. 火灾温度对钢筋混凝土梁的影响火灾中高温会导致钢筋混凝土梁的强度和刚度下降，使其承载能力降低。
同时，火灾温度的升高会导致梁中的钢筋发生膨胀和软化，增加了其变形和破坏的风险。
2. 火灾持续时间对钢筋混凝土梁的影响火灾持续时间的增加会导致钢筋混凝土梁的强度和刚度下降的速度加快，加剧了其承载能力的降低。
三、钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能研究方法1. 实验方法通过对钢筋混凝土梁进行火灾模拟实验，观察其在不同火灾温度和持续时间下的受力性能变化。
实验数据可用于分析和研究钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能规律。
2. 数值模拟方法通过有限元模拟等方法，对钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能进行计算和分析。
数值模拟方法可对火灾参数进行精细控制，可以更加深入地研究钢筋混凝土梁在不同火灾条件下的受力性能。
四、钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能研究成果1. 实验成果实验结果表明，火灾温度和持续时间对钢筋混凝土梁的受力性能影响较大。
当火灾温度达到一定程度时，钢筋混凝土梁会发生塑性变形，严重时可能导致其破坏。
同时，火灾持续时间的增加会加剧钢筋混凝土梁的强度和刚度下降速度。
2. 数值模拟成果数值模拟结果表明，钢筋混凝土梁在火灾中的变形和破坏主要受到火灾温度和持续时间的影响。
在火灾温度较高和持续时间较长的情况下，钢筋混凝土梁容易发生塑性变形和破坏。
同时，钢筋混凝土梁的结构参数也会对其在火灾中的受力性能产生一定的影响。
五、钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能研究展望当前，钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能研究还存在一些问题和不足，如火灾模拟实验的条件和方法有待进一步完善，数值模拟方法的精度和可靠性还需要提高等。
未来，可以通过结合实验和数值模拟等方法，深入研究钢筋混凝土梁在火灾下的受力性能，为建筑物的火灾安全提供更加可靠的技术支持。
钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能研究
钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能研究一、前言钢筋混凝土框架结构是现代建筑中常见的结构形式之一。
在火灾等极端情况下，钢筋混凝土框架结构的力学性能会受到严重影响，因此对其力学性能的研究具有重要的意义。
本文旨在对钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能进行详细研究。
二、火灾对钢筋混凝土框架结构的影响1. 火灾温度对混凝土强度的影响在火灾中，混凝土中的水分会蒸发，使混凝土的强度降低。
同时，混凝土中的氢氧化钙会分解，产生二氧化碳和氧化钙，进一步降低混凝土的强度。
根据相关研究，混凝土的强度随着火灾温度的升高而降低，当火灾温度达到600℃时，混凝土的强度可降低50%以上。
2. 火灾温度对钢筋强度的影响在火灾中，钢筋的强度也会受到影响。
当火灾温度超过500℃时，钢筋的强度会急剧下降。
同时，钢筋的延展性也会受到影响，容易产生脆性断裂。
3. 火灾温度对钢筋混凝土框架结构的影响在火灾中，钢筋混凝土框架结构的力学性能受到双重影响。
一方面，混凝土的强度降低，另一方面，钢筋的强度和延展性也会受到影响。
因此，在火灾中，钢筋混凝土框架结构的承载力和变形能力都会明显降低。
三、钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能研究1. 实验方法为研究钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能，可以采用实验方法。
具体实验步骤如下：（1）制备钢筋混凝土试件，包括梁、柱、墙等。
（2）将试件放置在实验室内，进行常温下的力学性能测试，包括强度、刚度、变形能力等。
（3）将试件置于火灾模拟器中，进行火灾作用下的力学性能测试。
根据需要，可以设置不同的火灾温度和时间。
（4）对实验结果进行分析和处理，得到钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能数据。
2. 实验结果及分析通过实验方法，可以得到钢筋混凝土框架结构在火灾作用下的力学性能数据。
根据实验结果，可以发现以下几个特点：（1）火灾温度对钢筋混凝土框架结构的承载力和变形能力都有明显的影响。
随着火灾温度的升高，框架结构的承载力和变形能力都会显著降低。
钢筋混凝土的耐火性能研究
用 及 不 与 议 ＂
定性 。从 以上几 点能够充分反应 出钢筋 与混凝 土两种不同性质 的材料 能够共 同工作 的原 因。 ’ ３ 高温环境 下对钢筋混凝土的影响 钢筋混凝土结构是 比较耐火 的 ， 在其工作 时 ，钢筋外包裹 着混凝 土起着保 护层 的作用 ， 不会 因为温度 上升过快而达到其 危 险临界点 。而且钢筋混凝 土结构 在一定 温度范 围内 （ ４ ５ ０ ￣ Ｃ 以下 ） 时也 能正 常工作 ，自 身陛 能 不会 受环境的影响 ，但是 当 温度持续上 升至 临界值 时 ， 混凝 土表面就会 出现脱皮 ，干裂等 现象 ，使得构件变形 ，粘结力下 降 ，钢筋在失 去保护层的情况 下， 结构承载力也会迅速下降 ，严重时将导致建筑物 的垮塌 。
３ ． １ 高温环境下混凝土的受力特性
在 一定 的比例下 ， 将 水泥 、砂 、石和水糅合在 一起 经养护 硬化后制成人工石材 即为混凝土 。从其材料 的组 成来 看 ，在高 温环境下混凝土 的受力性能 主要 由 自 身 骨料组成 和水 泥等级决 定 。因此如果要研究 高温状态下混凝土 的受力 特性 ，就要对骨 料和水泥分别进行研究 。在持续高温作用下 。 混凝 土材料 自身 的性能将会发生不 同程度 的改变 ，其原 因主要是混凝 土内部骨 料 的类型不 同、水泥强度等级 的不 同 、以及 配合比情况的不同
关键 词 ：钢 筋 混凝 土 ；耐 火 性 能 ；防 火措 施
钢筋混凝土梁的抗火性能及防火材料研发
钢筋混凝土梁的抗火性能及防火材料研发摘要：钢筋混凝土梁作为建筑结构中承担重要荷载的构件之一，在火灾发生时需要具备一定的抗火性能，以保证建筑的结构安全。
本文旨在探讨钢筋混凝土梁的抗火性能及现有防火材料的研发。
首先介绍了钢筋混凝土梁的组成和结构特点，其次分析了梁在不同温度下的性能变化，并探讨影响梁抗火性能的因素。
随后，说明了目前常用的防火材料及其优缺点，并提出了未来防火材料研发的发展方向。
最后，总结了本文的主要观点并展望了钢筋混凝土梁抗火性能及防火材料研发的未来。
1. 引言钢筋混凝土梁作为建筑结构的重要组成部分之一，在火灾发生时需要具备一定的抗火性能，以维持建筑结构的稳定性和安全性。
因此，研究钢筋混凝土梁的抗火性能及防火材料的研发已成为建筑工程领域的一个重要课题。
2. 钢筋混凝土梁的组成和结构特点钢筋混凝土梁由混凝土和钢筋构成，混凝土为梁提供压力强度，而钢筋则提供拉力强度。
梁的结构特点包括梁底板、梁侧面和梁顶板。
梁底板可承受压应力，梁侧面则具有抗剪能力，梁顶板则贡献一定的受拉能力。
3. 梁在不同温度下的性能变化在火灾发生时，梁所承受的高温环境会对其性能产生影响。
随着温度升高，梁的强度逐渐降低，出现裂缝，并最终导致崩溃。
因此，在建筑设计中需要考虑梁在火灾条件下的性能变化以及如何提高其抗火性能。
4. 影响梁抗火性能的因素梁的抗火性能受多个因素的影响，包括梁的几何形状、材料性质、厚度和受力状况等。
几何形状的因素包括截面形状和跨度长度，影响梁的热传导和承载能力。
材料性质涉及混凝土和钢筋的类型、抗火性能以及耐高温性能。
厚度是指梁的保护层厚度，它可以提高梁的绝缘性能和保护作用。
受力状况指梁在火灾过程中的受力情况，包括抗弯强度、抗剪强度和抗拉强度等。
5. 现有防火材料目前，常用的防火材料包括耐火砖、耐火混凝土、耐火喷涂材料和耐火涂料等。
耐火砖由于其独特的结构和化学成分，在高温下具备良好的抗火性能。
耐火混凝土通过添加抗火材料提高了其耐高温性能。
钢筋混凝土结构抗火研究进展与趋势
筋 混凝土 结构 抗火性 能 的研究 成果 体现 在 以下 ４个 方 面 ：① 建筑 火 灾 发 展 过 程 研 究 ；② 钢 筋 混 凝 土 结 构在火 灾 中 的行 为研 究 ；③ 钢 筋 混 凝 土 结 构 抗 火设 计方 法 的研 究 ；④ 火 灾 后 钢 筋 混 凝 土 结 构 的
文献 的基础上 ，从 建筑火灾 发展过程研究 、钢 筋混凝土 结构在火 灾 中的行为研究 、钢 筋混凝 土结构抗 火设计 方
法的研究 、火灾后钢筋混凝土结构的损伤评估 和加 固方法 的研究等 ４个方 面对钢筋混 凝土结 构抗火研 究进行 了
论述 ；总结 了目前 国内外钢筋混凝土结构抗火研究 的主要进展及成果 ；指 出了结构抗火 研究 尚存在 的一些 问题 ； 最后 ，对结构抗火研究趋势进行 了展望 。
响 一 。 由此 可见 ，研 究 钢筋 混凝 土结 构 的抗 火性 能 十分必 要 和迫切 。
灾造 成 的 经 济损 失 仅 次 于 干 旱 和 洪 涝 ，而 发 生 的 频 度 则 位 居 各 种 灾 种 之 首 Ｊ 。据 统 计 资 料 ，在 １８ ９９—１９ ９ １年 ３年 间 ，美 国 因火 灾造 成 的直 接 经 济损 失 分 别 为 ９ ２亿 美 元 、８ ２亿 美 元 和 １０亿 美 ０ 元 。我 国 的火 灾 次 数 和 损 失 也 是 相 当严 重 的。 统 计 资料 表 明 ，我 国每 年 火 灾 造 成 的 经 济 损 失 ：２ ０ 世纪５ ０年代 平均 为 ０ ５亿 元 ，６ 代为 １５亿 元 ， ． ０年 ． ７ 代为 ２ ５亿 元 ，８ ０年 。 ０年 代 为 ３２亿 元 ，９ ． ０年 代 以后 ，火 灾 造 成 的直 接 财 产 损 失 上 升 到 年 均 十几 亿 元 ，年 均 死 亡 ２００多 人 。２０ ０ ０ １年 ９月 １ １日，
钢-混凝土组合结构的抗火性能研究进展
ｆ ｕｅ ｎｔｅｆ ｒｍａ ａ ｓｏ ｏ ｐ ｓｅｓ ｃ ｒｓｃｌｍ ｓｆ ｏ ｓ ｍｓｊｉｔ ａ ｄｔｅｗ ｏｅｓ ｕｔｒｓ Ｆ ｒ ｅ－ ｏ ｓｓｏ ｕ ｉ ｐｒ ｆ ｍ ｏｉ ｔ ｔ ｅ：ｏｕ ｎ ，ｏｒｓ ｔ ， ｎｓ ｎ ｈｌ ｔ ｃｕｅ． ｕｔ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｃ ｔ ｒ ｕ ｕ ｌ ｙｅ ｏ ｈ ｒ ｈ
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１１ 钢 管 混 凝 土 柱 的 抗 火研 究 ．
挥 了钢 和混凝 土两 种材料 的性能 而广泛应 用 于 高层 、 超高层 建筑和一些 工业建筑 。随着建筑高
ｐｓｅｆｏ ｓ ｍ； ｉｔ ｏｉ ｏｒ ｙｔ ｊ ｎ ｔｌ ｓ ｅ ｏ ｓ
钢筋混凝土结构的火灾性能研究
钢筋混凝土结构的火灾性能研究近年来，随着城市的快速发展和建筑业的迅猛发展，火灾事故在建筑领域也时有发生。
而钢筋混凝土结构作为一种常见的建筑结构，其火灾性能的研究变得越来越重要。
本文就钢筋混凝土结构的火灾性能研究进行探讨，旨在提高建筑安全性，减少火灾事故的发生。
首先，火灾对于钢筋混凝土结构的影响主要体现在结构力学性能的改变。
在火灾中，高温会引起钢筋混凝土结构材料的热胀冷缩，导致结构的变形和强度的降低。
特别是在高温作用下，钢筋材料会损失其原有的抗拉能力，降低结构的整体承载能力，从而造成结构的失稳和破坏。
因此，研究钢筋混凝土结构在火灾中的力学性能变化，对于防范火灾的发生具有重要意义。
其次，钢筋混凝土结构的火灾性能研究还涉及到防火保护材料的使用。
在设计和建造钢筋混凝土结构时，往往会采用防火保护措施，如防火涂料、防火板等。
这些防火保护材料能够在一定程度上减缓结构在火灾中受热的速度，从而延长结构的耐火时间，提高结构的火灾安全性。
因此，对于不同防火保护材料的阻燃性能和附着力能力进行研究，对于优化结构设计和防范火灾风险具有重要意义。
除此之外，钢筋混凝土结构的火灾性能研究还需要考虑结构的抗震性能。
火灾往往会对结构的抗震性能产生一定的影响，特别是在火灾后，结构的力学性能可能会发生变化。
因此，研究钢筋混凝土结构在火灾后的抗震性能变化，对于保障结构的长期安全性具有重要意义。
在钢筋混凝土结构的抗震设计中，需要考虑火灾后抗震性能的下降，采取相应的措施来增强结构的抗震能力。
此外，还需要关注钢筋混凝土结构在火灾中的烟气扩散和人员疏散能力。
火灾时释放出的大量有毒烟雾是造成人员伤亡的主要原因之一。
因此，研究烟气扩散的规律以及建筑内部疏散通道的设置对于改善建筑火灾安全具有重要意义。
此外，在设计和建造过程中，还应注意增加建筑内部的疏散通道和保证人员疏散的顺畅性。
总之，钢筋混凝土结构的火灾性能研究是建筑领域的重要课题。
仅仅依靠建筑物给水系统、自动喷水灭火系统等灭火设备是不够的，还需要对建筑结构的火灾性能进行深入研究。
钢筋混凝土柱的抗火性能研究进展
钢筋混凝土柱的抗火性能研究进展摘要：钢筋混凝土是目前实际工程中应用最广泛的建筑材料，发生火灾时钢筋混凝土柱起着重要作用，在钢筋混凝土结构中,柱子作为竖向受力构件,一旦发生破坏,建筑物会发生连续性破坏。
因此对钢筋混凝土柱结构抗火性能研究是十分必要的。
本文从钢筋混凝土柱的抗火性能进行综述，并对其进一步研究做了展望。
关键词：钢筋混凝土；柱；抗火性能引言目前, 多数国家规范中采用“耐火等级”的设计概念进行防火设计。
我国现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》基本上是用指令性形式给出的，规范对建筑物的耐火等级和使用性质、内部消防设施的要求逐条做出规定，而对其火灾时的结构行为等则不予关注。
钢筋混凝土柱是最重要的承受竖向荷载构件，火灾下的高温对柱的影响是钢筋混凝土柱设计需重点考虑的因素之一，柱火灾下的力学性能对整个结构的火灾安全影响巨大，通过对钢筋混凝土柱火灾下的力学性能进行研究，可以对钢筋混凝土柱的抗火设计起到积极的指导作用。
1火灾下普通钢筋混凝土柱的试验研究现状1.1 国外研究现状国外开展对钢筋混凝土结构及构件的抗火性能研究比较早， 1980年始，通过将不同物质抗火特性进行整体研究过后，全世界特别是发达国家很多研究人员便开展有关混凝土柱高温特性试验和理论研究。
1986年，Hass教授使用德国Brunswick科技大学火灾实验炉进行了共计39根钢筋混凝土柱抗火性能试验，研究了柱的耐火极限。
1988年，Lie教授使用加拿大国家研究中心火灾实验炉开展共计21根钢筋混凝土柱高温试验，分析了柱的耐火性能。
1996年，Dotreppe教授于比利时Gent大学开展了共计16根钢筋混凝土柱抗火性能试验，同期Franssen教授于比利时开展了5根钢筋混凝土柱的抗火性能试验，共同研究了柱的耐火极限。
以上试验结果对钢筋混凝土柱高温性能理论研究作了铺垫。
1982年，Forsén教授于瑞典研发了可以对钢筋混凝土平面框架和构件抗火性能进行有限元计算的软件CONFIRE。
TRC加固钢筋混凝土板的抗火性能试验研究
TRC加固钢筋混凝土板的抗火性能试验研究胡克旭;刘睿;侯梦君【摘要】设计了7块钢筋混凝土单向板试件,其中6块为纤维织物网格增强混凝土(TRC)加固试件,另1块为未加固的对比试件,通过IS0 834标准火灾试验研究了TRC加固混凝土板的抗火性能,以及不同施工工艺(喷涂、抹灰)、不同纤维织物层数(1层、2层)和不同锚固构造措施(纤维网格与主结构拉结与否)对TRC加固混凝土板的抗火性能的影响.试验结果显示:采用单层网格、人工抹灰及铁丝拉结的TRC 加固试件在火烧30 min后即发生TRC加固层的整体脱落;而采用喷涂施工的TRC 加固试件,不论单层还是双层网格,也不论是否存在铁丝拉结锚固,均表现出了良好的抗火性能.说明喷涂施工比人工抹灰具有更好的界面黏结性能,采取的铁丝拉结锚固措施(双向间距250 mm)未能发挥作用,双层网格加固比单层加固抗火性能更好.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2019(035)003【总页数】7页(P161-167)【关键词】钢筋混凝土板;TRC;火灾试验;耐火性能【作者】胡克旭;刘睿;侯梦君【作者单位】同济大学结构防灾减灾工程系,上海200092;同济大学结构防灾减灾工程系,上海200092;同济大学结构防灾减灾工程系,上海200092【正文语种】中文0 引言纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC),是一种新型的高性能水泥基复合材料,其中织物主要使用耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等,基体主要有高性能细骨料混凝土或聚合物砂浆,故也可称为TRM(Textile Reinforced Mortar)。
采用TRC(或TRM)加固钢筋混凝土结构和砌体结构,是目前加固工程领域的一种新方法[1]。
与目前常用的纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)相比,TRC由于水泥基特性,具有更好的耐火性和耐高温性。
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钢筋混凝土板的抗火性能研究进展
摘要：钢筋混凝土是目前实际工程中应用最广泛的建筑材料，发生火灾时钢筋
混凝土板起着重要作用，除自身受到高温作用外，还要防止火势蔓延和结构倒塌，其抗火性能对结构的安全度及稳定性有很大的影响，因此研究钢筋混凝土结构的
抗火性能是十分必要的。
本文从钢筋混凝土板和梁的抗火性能两个方面进行综述，并对其进一步研究做了展望。
关键词：钢筋混凝土；板；抗火性能
近年来建筑防火设计规范仅对构件的耐火极限提出了某些规定，但对钢筋混
凝土结构在火灾下的抗火设计很少提及，致使目前的结构防火设计停滞于单个构
件的耐火极限和处方式设计[1]。
这些基于试验的“处方式”设计方法只是简单、直
观的表述，此类方法便于应用，但是多数缺乏合理、完善的解释，没能从根本上
考虑高温作用下混凝土和钢筋材料性能的劣化，对于结构构件在火灾下的实际受
力及约束条件等也不能准确的模拟，缺少理论基础，而且现行规范这些“处方式”
的规定中，有些条文偏于保守造成实际的浪费、有些条文又失之于安全造成损失，不能满足结构的抗火设计要求[2]。
因此研究钢筋混凝土材料的高温性能和结构的
抗火性能，通过抗火设计来提高建筑结构的抗火能力具有十分重要的意义。
1 火灾下普通钢筋混凝土板的试验研究现状
1.1 国外研究现状
国外对钢筋混凝土结构及构件的抗火性能研究进行得比较早，早在1922年Lea和Stradling就在这方面发表了研究成果[3]。
美国于1960年通过抗火试验研究了水平约束力对钢筋混凝土板的抗火性能的影响，试验结果表明，水平约束力能
够提高预应力混凝土板和钢筋混凝土板的抗火性能。
2000年Bailey对14块预应
力混凝土单向板进行了抗火实验研究[4]，板的边界条件为简支，没有水平约束，
试验从板的厚度、混凝土类型和板底的保护等几方面进行了研究，指出火灾下板
的跨中位移主要由弯曲应力控制。
英国火灾试验场在Regens Park建成，该实验
室可以进行各种构件的抗火性能验和材料性能试验研究，目前，英国拥有世界上
最先进的建筑火灾实验室，可以对达十层的钢结构进足尺抗火性能试验。
德国的Thienel和Rostasy研究了高温下混凝土双向受力时的本构关系，试验结果表明，
骨料的最大粒径对高温下双轴强度有较明显的影响。
骨料含量及水灰比影响较小，高温下双轴破坏包络线形状类似，但双轴强度随着温度升高而减小。
1.2国内研究现状
国内对钢筋混凝土结构及构件抗火性能的研究起步较晚，20世纪60年代，
原冶金部建筑科学研究总院等单位进行过高温中混凝土强度的试验研究，他们调
研和分析了高温对厂房结构和烟囱等的影响，并在70年代编制了《冶金工业厂
房钢筋混凝土结构抗热设计规程》，公安部消防研究所建成了大型的构件耐火试
验装置，主要用于建筑产品检验和结构构件耐火极限的研究，还未涉及到对建筑
结构和构件受火行为的研究。
八十年代中期开始，清华大学、同济大学、青岛理
工大学[5]等单位也纷纷开始建设专用的火灾试验炉，对高温下钢筋和混凝土的本
构模型、构件和结构在高温下的反应以及灾后评估修复等问题进行了研究。
2 火灾下预应力型钢混凝土板的研究现状
预应力混凝土结构在火灾情况下的力学表现十分复杂，其机理目前研究钢筋
混凝土梁板受力亟待解决的问题。
20世纪60年代，冶金部建筑科学研究进行了高温下混凝土强度的试验研究，
随后编制了《冶金工业厂房钢筋混凝土结构抗热设计规程》，给出了温度在℃范
围内钢筋混凝土结构的设计方法及有关规定。
1973 年，公安部四川消防科学研究所建立了两座燃烧试验炉，对梁、板、柱、墙、吊顶等构件的耐火极限进行试验研究。
1989 年，范维澄院士在中国科技大学领导成立了火灾科学国家重点实验室，
标志着我国的火灾科学研究进入了新的阶段。
进入上世纪90年代以后，同济大学、清华大学、西安建筑科技大学、哈尔滨工业大学、中南大学等单位也开展了火灾方面的研究[6]，在建筑材料的高温下及
高温后热工和力学性能、构件及结构的耐火性能试验与理论、火灾后结构的损伤
评估与修复加固等方面取得了许多重要成果。
3 结语
钢筋混凝土是土木工程中重要的建筑材料，研究钢筋混凝土结构和构件的抗
火性能是十分必要的。
建筑结构火灾试验的方法可以为人们提供钢筋混凝土在火
灾下的变形及破坏过程，同时也为理论分析及数值分析方法提供初步的数据支持
和理论指导。
发生火灾时钢筋混凝土板和梁是最主要的受火构件，直接影响到温
度场计算以及对截面力学性能乃至整个建筑结构承载力的估计，所以对火灾下钢
筋混凝土板和梁抗火性能的研究是很有必要的。
参考文献：
[1]李耀庄,唐毓,曾志长.钢筋混凝土结构抗火研究进展与趋势[J].灾害学,2008,
23(1): 102-107.
[2]陈礼刚.钢筋混凝土板受火性能的试验研究[D].西安:西安建筑科技大学博士
学位论文, 2004: 28-62.
[3] L.T. Phan, N.J. Carino. Review of mechanical properties of HSC at elevated temperature.J Mater Civil Eng ASCE 1998;10(1):58-64.
[4]C.G.Bailey,D.S.White,D.B.Moore.The tensile membrance action of unrestrained composite slabs simulated under fire conditions[J].Engineering
Structures,2000,22(12):1583-1595.
[5]高立堂,陈礼刚,李晓东,等.无粘结预应力混凝土板火灾行为的非线性分析[J]. 应用力学学报, 2007, 23(3): 490-493.
基金项目：大学生创新计划项目（X2017139）
作者简介：
陈豹（1993-），男，本科生。
杨志年（1983-），男，工学博士，副教授，主要从事建筑结构抗火研究。