毕业设计某厂房火灾混凝土柱构件抗火承载力分析及损伤鉴定

PAGE3PAGE1PAGE4某厂房火灾混凝土柱构件抗火承载力分析及损伤鉴定[提要]本文通过温度场分析并结合外观检查判定构件受火温度;现场检测混凝土强度和烧伤层厚度，对四面受火混凝土轴心受压柱抗火承载力进行分析和损伤鉴定。[关键词]火灾温度损伤颜色温度场抗火承载力AnalysisAndAppraiseTheConcreteColumnMemberBendingStrengthAbstract:Thisarticleanalysisandappraisetheconcretecolumnmemberbendingstrengthwhichisfiredonallsidesthroughthatjudgethefiretemperaturebythesurfacecolourofconcrete；analyzetemperaturefieldjudgingitstemperaturedistributingthecurve;examinetheconcretestrengthandsufferdamagelayerthickness.Keyword:fire-temperaturedamage-colourtemperaturefieldresistfiredbendingstrength1前言在现代城市灾害中火灾是发生最为频繁的灾害，据统计，在所有火灾中建筑物火灾约占火灾总数的75%，建筑物火灾不仅造成国家财产的重大损失，由于火灾导致的整体和局部的倒塌还会造成人员的重大伤亡，因此对结构构件抗火承载力的分析和火灾损伤鉴定是热点问题。笔者就一个火灾实例对混凝土柱构件抗火承载力进行分析并进行损伤鉴定，希望能对类似的工程有所帮助。2概况某厂房为三层砌体结构，建于1996年，建筑面积约1800m2该工程设计、施工单位不详，无施工内业资料。2004年12月2日晚发生火灾，起火位置在一层房间(1-4)-(A-D)之间，一层(10-16)-(A-D)区域因堆放有较多的可燃物，故火灾燃烧的较充分，持续时间约1个小时。这两个区域的砖墙、混凝土梁、板构件均产生肉眼可见的明显裂缝，混凝土柱构件未发现肉眼可见的明显裂缝。3构件外观和表面受火温度估计现场对一层房间(1-4)-(A-B)、一层(10-16)-(A-D)这两个区域的混凝土柱进行外观检查，1Z-(2)-(C)个别位置呈轻微的松红色外，其余柱仅过火被熏黑或无明显过火痕迹。根据文献(1)用硅骨料和石灰石骨料配置的混凝土表面的颜色会随温度的升高而变化。这种变化主要取决与铁的化合物，含铁化合物，受火温度不同时，其表面的颜色会有一定的差异。当混凝土表面黏附有黑色烟尘时，一般受火温度小于300℃，（黑色物质是其他物质燃烧不完全的残留物，并不是混凝土受热产生的颜色变化）；当火灾温度达到300℃-600℃时，其表面为松红或浅红色；因此可以判断1Z-(2)-(C)表面受火温度略高于4构件温度场分析这两个区域的混凝土柱构件均为矩形柱，柱截面b×h,根据物体导热微分方程假定柱周围温度均匀地按国际标准组织ISO的标准升温曲线升温，由于热量在轴线方向不发生传导，因此由于柱四面温度相同，因此柱截面温度场双轴对称。根据热传导的傅立叶定理，另两条边的边界条件可以写成5构件材料性能和疏松层厚度采用钻芯法对1Z-(2)-(C)柱构件检测混凝土抗压强度，钻芯位置取在截面中点，检测结果见下表。柱芯样抗压强度检验结果混凝土换算值(MPa)25.8对钻取芯样进行烧伤深度的检测，检测结果表明烧伤深度约为256构件抗火承载力的分析构件的抗火承载力可以根据温度场的分析结果，对材料计入相应的折减系数后，按照常温条件下的承载力求解。对于该工程1Z-(2)-(C),截面为400㎜×400㎜，配416，柱形心处烧伤深度约为25mm。温度场分析结果表明其等温线是一个圆，如示意图2所示。试验表明，混凝土强度在200℃-300℃之间有强度波动变化现象，在400℃之后强度急剧下降。因此在对该柱混凝土部分进行抗火承载力分析时分为两个区域，如图eq\o\ac(○,2)，区域1的材料温度按照柱表面外观检查结果取为400℃；该区域的混凝土在高温下的抗压强度按下式进行计算折减。文献（2）对于混凝土在高温时折减系数抗压强度对于柱中的钢筋温度，综合考虑温度场分析结果，现场检测结果和保护层作用取为300℃。钢材强度折减系数按下式进行计算折减：综合对混凝土柱构件的外观颜色和裂缝检查结果，钻芯法检测混凝土强度结果，烧伤层厚度检查结果，考虑到钢材加温后冷却到室温的强度大于热态时的强度等因素，厂房火灾混凝土柱构件鉴定为轻度受损构件，仅需对烧伤层进行局部处理。8结语(1)该工程可以看出虽然高温使混凝土构件承载力降低，但混凝土构件仍具有一定的抗火承载力。(2)由于利用物体导热微分方程计算构件温度场时将参考文献[1]王安坤陶里周燕混凝土建筑物火灾温度判定方