对黑龙江省建筑抗火的认识及思考.pdfVIP

建筑结构抗火研究现状及对相关抗火问题的思考 黑龙江省建筑结构专家委员会 1．火灾的概念、发生频度及目前抗火设计的考虑方法 火灾是指失去控制的火在其发展蔓延过程中给人类的生命财产造成损失的一种现象。火 灾发生的频度居各种灾害之首，在各类火灾中又以建筑火灾损失最为严重。以 2004 年为例， 我国建筑火灾约发生 25 万起、死亡约 2 千 6 百人、直接经济损失约为 17 亿元人民币；美国 建筑火灾约发生 53 万起、死亡约 3 千 9 百人、直接经济损失约为 82 亿美元。火灾还是最主 要的次生灾害之一，1906 年美国旧金山地震引发火灾，大火烧了三天三夜，烧毁 520 个街 区；1923 年日本关东地震引发火灾，烧死 5.6 万人。 黑龙江省火灾形势同样严峻，2004 年全省约发生建筑火灾 1 万 5 千起，死亡 1 百余人， 直接财产损失约为 3 千 5 百万元人民币。1998 年佳木斯市华联商厦特大火灾造成的直接经 济损失约为 3 千 6 百万元人民币，2003 年哈尔滨市天潭酒店特大火灾造成 33 人葬身火海。 因此，应对我省建筑结构火灾防范工作引起充分重视，在建筑结构设计中进一步增强抗火意 识。 长期以来，建筑物的防火设计主要是由建筑师来完成的。建筑师根据房屋建筑的重要性、 使用功能、层数、长度、面积、火灾危险性、疏散、扑救难度以及其主、被动防火系统的设 置等情况确定建筑物的耐火等级。然后根据建筑物的耐火等级确定其构件的耐火极限要求， 以保证受灾人员转移和消防队员扑救的时间。我国公安部消防研究所根据抗火试验得到了一 些不同类型、型号、防火保护的构件所具备的耐火极限，供设计者选用，据此可完成部分建 筑结构的抗火设计。 这些抗火试验数据往往只出现在建筑防火规范或防火产品的质量保证书中[1、2] 。由于缺 乏对结构工程师的具体要求，我国在一般的建筑设计中是不进行结构构件的抗火计算的。然 而由于美国“9.11 ”事件和我国衡阳“11.3”大火等事故中建筑物的坍塌，结构抗火已经越 来越受到人们的关注。 2 ．建筑结构抗火研究现状 2.1 材料的高温力学性能 在短期高温（比如火灾）下，一般来说普通混凝土抗压强度，在 400 ℃以内可以近似认 为不变，700℃时约为其常温时的 40 ％；建筑中常用的普通钢材的屈服强度，在200 ℃以内 可近似认为不变，550℃时约为其常温时的40 ％；预应力筋用高强钢材条件屈服强度随温度 升高将逐渐降低，到 400 ℃时约为其常温时的40 ％，如图 1 所示。经历过小于等于 500℃高 温的普通混凝土在空气中放置一年后其抗压强度基本恢复，经历大于 500℃高温后抗压强度 [3] 比高温下抗压强度要低10～20 ％ ；普通钢材所经历的温度在600℃以下力学性能基本恢复； 预应力筋用高强钢材所经历的温度在 400 ℃以下时，高温后内力学性能大多可以恢复，经历 600℃高温后强度可以恢复至受损前的 60 ％左右。 混凝土抗压强度 1.0 普通钢材屈服强度 预应力筋条件屈服强度 0.8 ) T k ( 0.6 数 系 减 0.4 衰 0.2 0.0 0 200 400 600 800 1000 ℃） 温度 （ 图 1 高温下材料强度的退化 2.2 温度场 温度在时间域和空