关于钢—混组合结构抗火设计几点思索

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1、关于钢—混组合结构抗火设计几点思索　　摘要：综合国内外有关钢结构和钢—混凝土组合结构抗火研究的部分试验结果和理论研究成果，总结了钢结构和钢—混凝土组合结构抗火设计的方法，并与普通的钢结构抗火设计进行比较，提出了一些钢结构和钢—混凝土组合结构抗火设计的建议。关键词：组合结构；抗火设计中图分类号：TU398文献标识码：A文章编号：前言近年来，由于钢结构和钢—混凝土组合结构具有轻质、高强、施工便利等优越性能，得到越来越广泛的应用。钢结构和钢—混凝土组合结构通常具有裸露的受力钢构件，因而钢—混凝土结构也和钢结构一样，抗火设计是结构设计中

2、的一个非常重要的环节。钢—混凝土组合结构由钢—混凝土组合构件组成。钢—混凝土组合构件是指由钢和混凝土两种不同材料组成一个整体而共同工作的构件。主要包括压型钢板混凝土组合楼板、钢—混凝土组合梁、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、外包钢混凝土结构等。钢—混凝土组合结构的抗火设计主要是对其中裸露的钢构件进行抗火设计，它与钢结构的抗火设计有相同之处，又有所区别。81、钢—混凝土组合结构的抗火设计方法1.1抗火设计的基本要求组合结构抗火设计的基本要求是使组合结构的钢构件耐火时间不能低于一定的数值，即在小于该数值的时间范围内结构不被破坏，使其

3、抗火性能满足建筑对构件耐火极限的要求，具体应满足下列三种条件之一。1.1.1在规定的耐火时间内，结构构件的承载力R不应小于各种作用所产生的组合效应S，即R≥S；1.1.2在各种荷载效应组合下，结构的耐火时间t不应小于规定的结构耐火时间〔t〕，即t≥〔t〕。1.1.3在火灾状况下，结构达到承载力极限状态时的内部临界温度T不应小于在规定的耐火时间内结构的最高温度〔T〕，即T≥〔T〕。1.2抗火设计的方法钢构件抗火设计的传统方法是采用耐火试验法。其方法是首先确定建筑物的耐火等级，然后根据耐火等级确定受力构件的耐火极限，再确定受力构件的

4、防火保护措施和防火构造方法，通过标准耐火试验核准其耐火极限值，使结构构件满足抗火要求。1.2.1耐火极限的确定方法8在进行抗火设计时，首先应确定建筑物的耐火等级，进而确定结构构件的耐火极限要求。一般建筑物的耐火等级可按规范的相关规定确定。在确定结构构件的耐火极限要求时，应考虑下列因素（3）：（1）建筑物的耐火等级越高，结构构件的耐火极限要求也越高；（2）越重要的构件，耐火极限要求应越高，一般情况下，建筑结构的竖向受力构件（如：柱等）的重要性比梁重要，而梁又比楼板重要；（3）如在高层建筑中，建筑下部的构件比建筑上部的构件更重要。1

5、.2.2组合结构的一般抗火措施8钢结构构件进行抗火设计时，通常是采取措施提高钢结构件的抗火性能，然后用标准耐火试验核准其耐火极限值，使钢构件达到规定的耐火极限要求。常用的提高钢构件抗火性能的措施有：（1）防火涂料法。将具有一定厚度的防火涂料直接喷涂在钢结构构件上。防火涂料主要有两类：涂层厚度8～50㎜，料状表面，密度较小，耐火极限1h～3h的为厚涂型防火隔热材料；涂层厚度3～7㎜，遇火膨胀增厚，耐火极限0.15h～2h的为薄涂型防火隔热材料。喷涂法造价较低，操作简便，施工速度快，不受钢构件几何形状限制，具有较好的经济性和实用性，

6、但是构件表面不平整，影响美观。（2）屏蔽法。将防火材料或防火砖设置于构件的外围，将构件与火焰隔离。常见做法是在钢构件的迎火面设置阻火屏障，将构件与火焰隔开。如：在钢梁下做防火吊顶，以及在钢外柱的内侧设置一定宽度的防火板等等。这种方法美观，无污染，但施工速度较慢，适用于外露的构件。（3）实心包裹法。将钢构件浇注到混凝土中。（4）膨胀覆盖法。将具有一定厚度的膨胀漆喷涂、抹、刷在经过处理的构件表面。抗火极限最高可达2h。覆盖法施工容易，但不适用于潮湿的环境，仅适用于干燥的室内。（5）采用耐火轻质板材作为防火外包层。例如：采用纤维增强水

7、泥板、石膏板、硅酸钙板、蛭石板将钢构件包覆起来。用于钢柱防火具有占用空间少、综合造价低的优点。（6）其他方法。根据结构的特点采用因地制宜的方法。对于钢—混凝土组合结构，根据其裸露钢构件的不同特点，可采用不同的方法进行抗火防护。（1）钢管混凝土结构：可采用防火涂料法、屏蔽法、包裹法等对裸露的钢管进行防护；（2）钢—混凝土组合梁：可采用防火涂料法、做防火吊顶进行单面屏蔽等方法对钢梁进行抗火防护；（3）钢骨混凝土结构4）：由于钢骨包含于混凝土内部，因此可按钢筋混凝土结构的要求进行抗火设计；（4）压型钢板混凝土组合板（5）：和钢—混凝土

8、组合梁一样，可采用防火涂料法、防火吊顶单面屏蔽法等等抗火防护方法；（5）外包钢混凝土结构：外包钢构件的裸露面积较小，因此通常采用防火涂料法和膨胀漆覆盖法或包裹法进行防护。2、耐火性能的比较8研究结果表明，在相同的条件下，钢—混凝土组合结构的耐火性能优于钢结构的耐