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1、Vol.41，No.6第41卷第6期December，2015SichuanBuildingMaterials2015年12月火灾后钢结构损伤评估与性能研究马爱民,张志猛(西安工业大学,陕西西安710021)摘要:通过对国内外钢结构工程火灾损伤评估的现发生变形弯曲的温度要超过750℃;其余可燃材料的熔化[3]状进行分析,概括了国内外学者对于火灾后钢结构缺陷损温度可参考《火灾后建筑结构鉴定标准》。伤评估的内容和方法,并分析了其对结构性能的影响程度。火灾温度在300~500℃时,会引起钢构件的翘曲变指出对于火灾后的钢结构损伤评估与性能研究,今后的主
2、形,而发生扭曲变形的温度要超过700℃。钢结构工程在要发展方向是通过现场检测、采样试验分析并结合数值模遭受火灾高温时,结构柱可能会发生屈曲破坏,如图1。火拟的系统评估鉴定方法。灾时柱子所承担的荷载可以计算确定,只是由于高温使得关键词:钢结构;火灾;损伤评估;性能钢材的屈服强度降低,从而导致柱发生屈曲破坏。因此,+中图分类号:TU3123文献标志码:B可以通过计算高温下柱的临界屈曲应力推出火灾时材料的文章编号:1672-4011(2015)06-0294-02屈服强度,并将其与常温下材料屈服强度进行对比,从而[4]DOI:10.3969/j.is
3、sn.1672-4011.2015.06.151推断柱高温压屈时的构件温度。1火灾后钢结构损伤评估的意义近些年来,随着我国经济的发展,钢结构因其自重轻、节能效果好、强度高、抗震性能好、施工速度快等优点,被广泛应用到建筑结构中,得到了快速发展。然而,钢材的弹性模量、屈服强度等材料特性随着温度升高会有一定程度的降低。同时建筑火灾又是一种多发灾害,钢结构工程经历火灾后会发生严重的损伤甚至坍塌。火灾后受损未倒塌钢结构建筑物能否继续使用、是否需要拆掉重建,需要进行合理的损伤评估和安全鉴定。大量火灾后的钢结构图1火灾高温下钢柱屈曲经过安全评估和加固处理仍可
4、满足使用要求,从而可以大大减少火灾造成的经济损失。因此,对于火灾后钢结构工3)根据钢构件表面涂料烧损状况判定。当钢构件表面程的损伤识别与性能的研究具有重要现实意义[1]。温度小于100℃时,一般涂料表面附着有黑烟,防锈涂料保持完好;当钢构件表面温度为100~300℃时,一般涂料2火灾后钢结构损伤评估的内容和方法有裂缝和脱皮现象,防锈涂料仍保持完好;当钢构件表面温度达到300~600℃时,一般涂料变黑、脱落,且防锈涂2．1火灾温度的判定料发生变色;当钢构件表面温度>600℃后,火灾高温会首先,通过对现场的初步勘查和分析,确定火灾燃烧烧光一般涂料和
5、防锈涂料,如图2。范围和火场中心区域;然后,根据现场检查情况确定过火温度,主要通过标准升温曲线、现场残留材料及钢构件变形情况以及钢构件表面涂料烧损状况等方法判定火灾温度。1)根据标准升温曲线判定。目前,我国较多采用的是[2]国际标准组织制定的ISO834标准升温曲线,通过调查火灾所经历的时间来推算火灾温度,其表达式为:T=T+345lg(8t+1)0式中,T、T分别为标准温度和自然温度,℃;t为火灾0经历的时间,min。由此方法推算火灾温度,简单方便,但是其结果一般与实际现场火灾温度存在一定的偏差。图2火灾高温下烧光钢柱防锈涂料2)根据现场残留
6、材料及钢构件变形判定。经历火灾后部分材料会发生烧毁或者一定程度的变形,根据材料的融2．2钢构件变形和材料力学性能化温度及变形温度可以简单明确地判定火灾温度。玻璃构件的变形检测主要包括两部分:①水平构件的挠度(如:水杯、玻璃饰品、门窗玻璃等)变为软化或粘着形态和旁失;②竖向构件的弯曲失高和柱顶偏移。检测方法一的温度为700~750℃,融化形成流动形态的温度为800~般是采用经纬仪、水准仪以及全站仪等仪器进行测量。对850℃;铝材及其合金(如:门窗及配件、厨房用具、机械于非损伤性的变形,可采取恢复补强措施处理,但若是发部件等)熔化温度为300~50
7、0℃,如形成滴状物表示火灾生损伤性的变形(如钢柱的屈曲变形、钢梁的平面外弯曲变温度至少达到650℃;热轧钢筋(如:吊钩、支架钢窗等)形等)则必须拆除。钢结构构件在经历火灾高温及救火冷却之后,其材料作者简介:马爱民,副教授,硕士生导师。的屈服强度、弹性模量、抗拉强度以及断后伸长率等力学通信作者:张志猛(1987-),男,河北沧州人,在读硕士研究生,主要性能都会发生改变,而且其变化程度主要取决于构件经受研究方向:结构检测鉴定加固。的火灾最高温度以及冷却方式,主要通过前人的试验研究·294·第41卷第6期Vol.41，No.62015年12月Sich
8、uanBuildingMaterialsDecember，2015成果和试验的方式进行钢构件力学性能损伤的判定。结构的整体缺陷往往难以进行处理。对于火
