钢筋混凝土高温性能研究综述

轴力 及弯 矩 ， 从而 求 出火灾 后 柱 的极 限荷 载 １ ９ ９ ９
方 面开 展 了试 验 和理论研 究
算结 果与 试验 数据 吻合较 好 。 通过 差分 法计算 高温 后 柱截 面 温 度 场 ， 根 据初 等 梁 理论 ， 不 断 改变 柱 中 间截 面 的轴 向荷 载及 曲率 来计 算 根 据 混凝 土 的应
力一应 变 关 系 ， 再 由二 者 的本构 关 系计算 柱 截 面 的
复 杂 的物理 和化 学变 化 ， 导 致其 性 能劣 化而 最终 影 响工 程结 构 的安 全 。国内外针 对经过 高 温作用后 的
混凝 土在 微 观组成 上 的改变 、 宏 观力 学 性能 的变 化 以及 如何 改 善 混 凝 土 的高 温 力学 性 能 等 方 面做 了 大量 研究 工作 Ｌ １ １ 。现将 对 近年来 国内外 学者 关 于钢 筋 混 凝 土结 构 在 高 温下 主要性 能 研 究 进行 归 纳 综
关键 词 ： 钢筋混凝土 ； 耐 火极 限 ； 高温
混 凝 土 自诞 生 以来 ， 由于其 具有 良好 的塑性 、 较
出的结 果与试 验非 常吻合 。 ２ ０ ０ ３年 新加 坡南洋 科技
大学 Ｔ ａ ｎ与 Ｙ ａ 也 应用 Ｓ Ａ Ｆ Ｉ Ｒ着火 的时 间对柱 子 刚
高 的后 期 强 度 、 造 价低 廉 等 诸 多优 点 ， 被 广泛 应 用
钢筋混凝土高温性能研究综述
卢 杨 杨 增 ０
ｌ 中国人民解放军空军勤务学院机场工程与保障系（ ２ ２ １ ０ ０ ０ ） ２ 中国人民解放军空军勤务学院后勤指挥系（ ２ ２ １ ０ ０ ０ ）
摘 要： 钢 筋 混凝 土结 构 是 现 代 绝 大 多数 建 筑 的主 体 结 构 ， 对其 高 温 下主 要 性 能 进 行研 究 有 利 于探 索 火 灾等
极 端情 况 下钢 筋混 凝 土 结 构 的 稳 定 性 、 可靠 性 。 归纳 总结 几十 年 来 国 内外 学 者 关 于钢 筋 混 凝 土 高温 性 能 的 研 究状 况 、 研 究 方 法 和研 究成 果 ， 介 绍 了 混凝 土 热 工 参 数 、 高温 混 凝 土 温 度 场 的 相 关研 究 情 况 。
于工业 、 民用建筑 、 国防军 事防护 等工程 。 混凝 土本 身是 不可 燃性 材料 ， 但 其在 高温 环境 中发生 一 系列
度 的影 响 ， 得 出 了着 火 的时 间对 柱 子 刚度影 响的 一
般规律 并 回归 出简单 的数 学公 式［ ３ １ 。 另外 如 美 国 、 日 本、 英 国、 欧 洲 等 一些 国家 对抗 火 研 究 做 了大 量 的 试 验及 理论 研究 。对普 通 的钢 筋混 凝 土 、 预应 力 混 凝土、 钢结 构 的柱 、 梁、 框架 、 板 等建 筑 结 构 的 防 火 设 计 做 了很多 试验 ， 并 且做 了关 于整栋 楼 房 耐火 试 验 。随后 ， 美国、 Ｅ ｌ 本、 法 国、 加拿大、 英 国等 国家 先 后制定 了建 筑结 构抗火设 计 规范 。
述。
上述 分析 表 明 ， 国外 大多 数学 者都 是 通过 试 验
来对 钢 筋 混凝 土柱 进 行 耐火 极 限及 其 力 学 行 为 分 析， 以试 验为基 础 进行 编程 数 值模 拟分 析 钢筋 混 凝
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１国外 研 究 现 状
国外 对 混凝 土 结 构 的 高温 力 学 性 能 的研 究 较 早， 美 国 中央 标准局 在 １ ９ ２ ５年 即对 混凝 土柱进行 了
土柱 高温后 的力 学性 能， 数 值模 拟分 析 与试验 吻合 ，
得 出一定 的规 律再 回归 出数 学 计算 公 式 ， 就 可 以把 它作 为分析 钢筋 混凝 土柱 的耐火方 法或 标准 。
高温 试验 。２ ０世 纪 ５ ０年代开 始重视 结 构 的抗火 性
能， 并 开 始 了大 量 研究 工作嘲， 如 波 特 兰水 泥 协 会 、 美 国混 凝 土 协会 、 美 国预应 力 混凝 土协 会 、 欧洲 国
高温 下混 凝 土材性 、 板、 梁、 柱 的抗火 性 能 和计算 方
法。
后于 国外 ， 但 近十 几年 来这 方 面研 究 发展 较快 。冶
金 部建 筑 科 学研 究 院在 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 进 行 过 混 凝 土高温 强度 的试 验研 究 ； 公 安部 天津 消防科 研 所 最早 建成 了大 型 的构件 耐 火试 验装 置 ． 主要用 于 建
际混 凝土 协会 、 德 国的 Ｂ ｒ ａ ｕ ｎ ｓ ｃ ｈ ｗ ｅ ｉ ｇ工业大学 、 英 国
２国 内研 究现 状
国 内对 钢 筋 混 凝 土 结构 的抗 火 性 能 研 究 起 步 较晚， 相 关钢 筋混 凝 土结构 抗 火性 能 的试 验研 究 落
的Ｂ Ｒ Ｅ （ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｍ ｅ ｎ ｔ ） 以及加 拿大 的国家研 究 院等都 成 立 了抗 火研 究 小组 。 主要研 究
１ ９ ９ １ 年， Ｌ ｉ ｅ在 自己多年试 验研 究 的基础 上 ． 通 过数 值模 拟分 析计 算 钢筋混 凝 土柱 的耐 火极 限 ． 计
筑产 品 的检验 和建 筑 构件 的耐 火极 限试 验研 究 ： 中
国建筑 科 学 研 究 院和 上 海 远东 防火 试 验 中心 也 引 进 了大型 的构件 抗 火试 验装 置 ， 可 以进 行 各种 结 构 构件 的抗 火试 验 ； 从２ ０世 纪 ８ ０年 代起 ， 同济 大学 、 清华 大 学 、 哈尔 滨 工业 大学 、 中南 大 学 等 高 校先 后 就 高温 下 混凝 土力 学 性 能『 ５ ＿ 、 钢 筋 混 凝 土 构 件 内部 温度 分布 ［ ６ ３ 、 钢筋混 凝 土构件 ＿ ７ Ｊ 及结 构 的抗 火性 能 等