基于有效温度场的火灾后结构损伤初步判定方法.pdf

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1、２０１４年第１９期（总第１４８期）江西建材应用研究基于有效温度场的火灾后结构损伤初步判定方法■傅崇■福建省建筑科学研究院，福建福州３５００２５摘要：本文总结了火灾对结构产生实际损伤的影响规律，提出了利用有效温度物分布和建筑材料等因素的影响，构件的实际损伤情况不是仅由计算场概念进行结构损伤初步判定的方法。通过工程实例，以构件离散的局温度控制。实际情况是，场地内分布的温度并非都会对结构构件产生部损伤特征直接作为温度场的判定条件，推导得出有效温度场的云图表负面作用。对于火灾后的现状建筑而言，温度场的判定问题其实是房达。该方法安全易操作，排除了过火时间、燃烧过

2、程、材料属性等因素的屋内构件损伤规律的判定问题，因此火灾温度的分析有可能独立于传影响，结果简单直观，可以为鉴定评级和加固处理提供重要依据。统的瞬时温度理论，而直接跟构件的损伤结果建立联系。关键词：有效温度场火灾损伤鉴定温度判定对于场地内相似标高、相似材料、不同位置的结构构件，其损伤特征在足够小的场地单元内基本呈现连续的分布趋势，这表示建筑结构１火灾温度规律及有效温度场在温度场的作用下存在规律性的反应，我们定义这种直接导致构件损建筑火灾的发生不仅给社会带来巨大的经济损失，还会对结构的伤的温度场为“有效温度场”。如果能够判定出场地内损伤情况的变化安全性能产

3、生不利影响，为灾后使用带来安全隐患。因此，通常需要在规律，再由实验数据及试点工程数据对典型构件的温度值进行标定，就火灾后对建筑结构损伤状况进行检测鉴定，分析房屋的承载能力，而进能得到“有效温度场”的定量分布规律，为接下来的承载能力计算提供行承载力验算的关键就是准确的判断房屋的火温分布及过火区域，从更加直观、全面的依据。而对构件的损伤情况进行全面评估。建筑构件火损的严重程度，一般２局部损伤规律的判定方法取决于材料属性、所在场地位置的最大温度以及最大温度的持续时间火灾中结构构件因高温产生物理和化学反应，由于构件局部受火等诸多因素。为了在结构鉴定中更好的分析

4、火灾温度规律，许多学者［１－２］情况的不同，导致一般地面或楼板面损伤程度较低，而板底或梁底损伤展开了大量的研究，包括利用可以描述火灾温度场的热传导和热程度较高，灾后呈现出不同的损伤特征。综合相关实验及试点工程的辐射理论进行推导、针对火灾持续时间采用统计分析制定“标准火灾升［４－７］数据并以常见的钢筋砼结构为例，局部损伤特征规律有以下几种温曲线”以及通过计算机进行火灾模拟等方法。平面温度场的计算可判定方法。以根据傅立叶热传导定律以及能量守恒定律推导出热传导方程，如下式：２．１通过砼表面颜色及损伤深度判定混凝土材料因火损程度表现出不同的表面颜色、开裂变形及

5、敲击ｕｕｕρＣｔ－[ｘ(Ｋｘ)＋ｙ(Ｋｙ)]＝ｆ(ｘ，ｙ，ｔ)声音等特征，当火灾温度达到一定范围后，过火构件表面还会因细微裂ｘｙ其中：ρ为材料密度，Ｃ为比热，Ｋ为热传导率。纹的延伸和发展，出现面层剥落等现象。因此，可以根据砼表面颜色、［３－６］再结合边界条件及初始条件，可以将平面温度场问题转化为偏微开裂变形情况、小锤敲击的声音以及过火损伤深度进行损伤判定。分方程的定解问题进行解决。但实际上火灾温度场的判定问题是随时２．２通过钢筋强度变化判定间不断变化的非线性瞬态问题，其边界条件、初始条件及自由项ｆ（ｘ，ｙ，火灾中钢筋的强度也会产生一

6、定程度的削弱，可以选择合适的构ｔ）的情况通常较为复杂，导致方程求解难以实现。件通过原位取样及定量试验，确定钢筋强度的变化范围，进行有效温度在统计研究方面，我国有关单位根据ＩＳＯ８３４火灾温度标准曲线进场分布规律的对照判定。行了大量耐火试验，针对最大温度持续时间建立了“标准火灾升温曲２．３通过超声波测缺法判定线”，公式描述如下：建筑结构构件受到火灾影响会产生裂缝、疏松等缺陷，在火灾现场Ｔ＝３４５ｌｇ(８ｔ＋１)＋Ｔ０的超声波测缺检测中，受火构件均会呈现出明显的波形紊乱现象，综合式中：ｔ为火灾经历时间（ｍｉｎ），Ｔ０为环境温度（°Ｃ），Ｔ为标准温以上表现可

7、能判定出结构的受损程度和规律。虽然该方法仅得到近似度（°Ｃ）。的受损程度，但对于过火区域的判定却能够起到重要作用。虽然该曲线能够较好的描述火灾成长期及旺盛期的温度规律，但２．４通过混凝土的力学性能判定是由于燃烧时间的不确定性以及构件类型、结构布置、扑救方式、可燃高温下，混凝土的轴心抗压强度、弹性模量会随有效温度的升高而檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪英、赤铁矿、磁铁矿及１％～２％未被燃烧的碳。它几乎含有自然界所有惜。科研单位及综合利用企业应该响应国家号召，增加科研投入，更新化学元素，其中硅、

8、铝、铁、钙、钾、钠、镁含量最高，营养源丰富。氮、磷、研究设备，提高自主创新能力。钾是化肥的三大