火灾是指可燃物发生燃烧并失去控制,在其蔓延发展过程中可给人类生命和财产造成危害和损失、并对环境造成污染的一种灾害性现象。现代建筑物的高层化、大规模化及用途复合化使得建筑火灾发生的因素随之增加,建筑火灾规模和危害也有日趋扩大的趋势。
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火灾是指可燃物发生燃烧并失去控制,在其蔓延发展过程中可给人类生命和财产造成危害和损失、并对环境造成污染的一种灾害性现象。现代建筑物的高层化、大规模化及用途复合化使得建筑火灾发生的因素随之增加,建筑火灾规模和危害也有日趋扩大的趋势。
作为常用的建筑材料,火灾下钢材和混凝土受到高温的影响,其材料性能会发生劣化,从而造成整体结构的工作性能退化。火灾即使不引起建筑的整体倒塌,也可能造成结构的破坏。
众所周知,组合结构(Composite Structures)是由两种或两种以上结构材料组合而成的结构。
组合结构构件工作的实质在于其组成材料之间的“组合作用”,即
①在施工阶段:通过材料之间的合理组合,实现方便施工、简化施工程序和提高工业化建造程度的目的;
②在使用阶段:通过“组合作用”,充分发挥材料各自的优点,达到取长补短、协同互补和共同工作的效果。
钢-混凝土组合结构的特点使其能较好地适应现代工程结构的施工和使用要求,因而正在多、高层和超高层建筑中得到广泛应用。建筑结构抗火设计的目标总体上可概括为最大限度地减少人员(包括消防队员)伤亡、降低财产的直接和间接损失、减轻对环境的污染和影响。
科学地进行钢- 混凝土组合结构火安全设计的重要前提是掌握其抗火设计原理,具体包括组合结构的耐火性能研究、抗火设计方法、防火保护措施及其火灾后的评估、修复和加固方法。
耐火性能研究
耐火性能研究指对组合结构在火灾下的工作机理研究。火灾下组合结构构件组成材料之间的相互作用是研究的关键。这种组合作用或相互作用不仅使组合结构具有良好的耐火性能,同时也导致其工作机理研究相对复杂。深入研究组合结构构件的耐火性能是进行组合结构体系性能化抗火设计的前提。
抗火设计方法
基于钢-混凝土组合结构耐火性能研究,确定其抗火设计方法,具体包括组合结构体系抗火概念设计,以及组合结构构件耐火极限确定方法等。
防火保护措施
根据建筑物抗火设计的目标,基于抗火设计方法可确定钢- 混凝土组合结构构件、体系的各组成部件和构件的具体防火保护措施。
组合结构耐火性能研究是确定其抗火设计方法的前提,如何根据工程结构的特点,“因地制宜”地采用适当的防火保护措施是实现结构防火费用投入的经济性与结构抗火性能有效性统一的保证,是实现结构抗火设计目标的前提,三者之间的关系是循序渐进的,如图1 所示。
图1 流程示意图
火灾后结构的评估和修复
深入认识和掌握受火后组合结构的力学性能是进行该类结构火灾后性能评估、制订修复加固方法和措施的前提。火灾后修复成本的分析计算往往也是结构性能化抗火设计时需要考虑的问题。
更多内容 详见目录
第二版前言
第一版前言
主要符号表
第1章 绪言
第2章 高温下(后)组合构件中钢-混凝土界面的粘结性能
第3章 型钢混凝土构件的耐火性能
第4章 全过程火灾作用下型钢混凝土构件的性能
第5章 新型钢管混凝土柱的耐火性能
第6章 火灾后钢管混凝土柱的修复加固方法
第7章 钢管混凝土格构式柱的耐火性能
第8章 全过程火灾作用下钢管混凝土叠合柱的力学性能
第9章 型钢混凝土柱-型钢混凝土梁连接节点的耐火性能
第10章 全过程火灾作用下型钢混凝土柱-型钢混凝土梁连接节点的性能
第11章 钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁连接节点的耐火性能
第12章 全过程火灾作用下钢管混凝土柱.组合梁连接节点的力学性能
第13章 火灾后钢管混凝土柱-钢梁连接节点的滞回性能
第14章 全过程火灾作用下钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁连接节点的力学性能
第15章 钢管混凝土柱-钢筋(型钢)混凝土梁平面框架的耐火性能
第16章 全过程火灾作用下型钢混凝土柱-钢筋(型钢)混凝土梁平面框架的力学性能
本文摘编自韩林海、宋天诣、周 侃著《钢-混凝土组合结构抗火设计原理(第二版)》第一章,内容有删减。
钢-混凝土组合结构抗火设计原理(第二版)
责任编辑:童安齐
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本书论述了第一作者领导的课题组在钢-混凝土组合结构抗火设计原理方面开展的研究工作和取得的研究成果,具体内容包括:高温下和高温作用后组合结构构件中的钢-混凝土界面的粘结性能;组合结构构件,如型钢混凝土、中空夹层钢管混凝土、不锈钢管混凝土和FRP(Fiber Reinforced Polymer)约束钢管混凝土等的耐火性能;全过程火灾作用下型钢混凝土构件和钢管混凝土叠合柱等的力学性能;火灾作用后钢管混凝土构件的力学性能、评估和修复方法;全过程火灾作用下组合框架梁-柱连接节点,如型钢混凝土柱-型钢混凝土梁连接节点、钢管混凝土柱-组合梁连接节点、钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁连接节点等的力学性能;钢管混凝土柱-钢梁连接节点的耐火性能和火灾作用后的滞回性能;钢-混凝土组合框架结构,如钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁平面框架、钢管混凝土柱-型钢混凝土梁平面框架结构等的耐火性能;全过程火灾作用下型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁平面框架、型钢混凝土柱-型钢混凝土梁平面框架等的力学性能。
(本期编辑:安 静)
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