火災(zāi)條件下混凝土結(jié)構(gòu)整體耐火性能研究

火災(zāi)條件下混凝土結(jié)構(gòu)整體耐火性能研究

為了考慮火災(zāi)框架結(jié)構(gòu)的整體耐火性，本工作研究了常用的管道混凝土結(jié)構(gòu)和廣泛使用的中國輕鋼結(jié)構(gòu)的耐火性。國內(nèi)外對鋼管混凝土抗火性能進(jìn)行了大量的理論和試驗研究,但是這些成果均是基于構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)試驗的,而在實際結(jié)構(gòu)中柱兩端的約束與標(biāo)準(zhǔn)試驗并不相同,框架整體性對柱的影響很大[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20]。本文對不同端部約束條件下的鋼管混凝土柱的抗火性能進(jìn)行了有限元模擬,并對位于整體框架中的鋼管混凝土柱的抗火性能進(jìn)行了初步的探討與比較分析。集成房屋采用輕鋼結(jié)構(gòu)形成其骨架系統(tǒng),并以夾芯墻板及PU瓦形成圍護(hù)及屋面系統(tǒng),因達(dá)到了結(jié)構(gòu)可靠、拆裝便捷、布局靈活、使用壽命長、環(huán)保節(jié)約等優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用。但這種房屋按正常使用荷載規(guī)范進(jìn)行設(shè)計,其防火設(shè)計還停留在實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,缺乏精確的科學(xué)理論依據(jù),造成設(shè)計時過于保守而浪費材料或是估計不足造成不安全。特別是最近發(fā)生在天津等地幾次集成房屋著火事件,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,引起政府和社會的高度重視。本文針對這種情況,以雅致公司提供的三種集成房屋為模型依據(jù),用有限元理論分析三種不同跨度集成房屋在正常使用荷載和火荷載作用下的承載力與變形,找出破壞的原因從而提出改進(jìn)方法,為生產(chǎn)企業(yè)提供進(jìn)一步的設(shè)計和生產(chǎn)建議。彩鋼夾心板是以彩色鋼板為面板,輕質(zhì)保溫隔熱材料為芯材,經(jīng)連續(xù)成型工藝將芯材與面板粘結(jié)成整體的建筑用板材,具有輕質(zhì),保溫隔音性能好,聯(lián)結(jié)牢固可靠,易于清潔,使用壽命長等特點,成為被廣泛應(yīng)用的新型復(fù)合建筑材料。但現(xiàn)階段夾芯板還存在很多缺陷,如EPS板雖然保溫好,但其易燃火、撲滅難,最近北京大學(xué)奧運會乒乓球館著火就是一個典型的例子。本文與深圳赤曉組合房屋有限公司合作,在四川國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心對巖棉夾心板耐火試驗基礎(chǔ)上,應(yīng)用有限元模擬分析了巖棉彩鋼夾心板耐火性能,與試驗得到的結(jié)果接近。最后在以上研究的基礎(chǔ)上分別對巖棉板和EPS板的輕鋼集成房屋結(jié)構(gòu)的耐火性能進(jìn)行了分析比較。1管道混凝土結(jié)構(gòu)的耐磁性性能1.1截面特性與荷載框結(jié)構(gòu)和單根柱的幾何尺寸,以及采用的力學(xué)荷載及作用位置如圖1所示。圖1所示的三個框架,都是用鋼管混凝土柱和鋼梁組成。所有鋼管混凝土柱都有相同的截面特性,如長度和材料性能。柱高為3m,斷面尺寸為273mm×6.3mm,工字鋼梁尺寸為356mm×171mm×67mm,全長9米。作用于梁上的荷載為6.84kN/m,作用在柱上的軸向力為638.3kN,這是柱在常溫下承載力的25%(為了與試驗數(shù)據(jù)一致,實際荷載值比之要大)。對于單柱,SF2-C1和SF2-C2(圖1(b))與F2-C1和F2-C2(圖1(c))分別承受相同的力。1.2有限元模型用實體單元來模擬火災(zāi)作用下的柱。為了保證柱與樓層梁單元剛接,我們假定柱的末端附著剛體連接到梁上。計算溫度場時,鋼管和混凝土的熱接觸處理及材料特性見文獻(xiàn)。計算高溫下的力學(xué)性質(zhì)時,鋼管和混凝土的接觸采用捆綁(tie)的方式,即認(rèn)為沒有分離和滑移,鋼管和混凝土共同工作,柱的有限元模型如圖2所示。柱與梁剛接,框架3的有限元模型如圖3所示,其它框架的模型也與此相似。模擬框架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的過程與上述柱的試驗過程相同。其中柱的受火方式分別考慮單面受火和兩面受火情況。本文鋼管混凝土屈曲準(zhǔn)則建立在ISO-834(1989)標(biāo)準(zhǔn)上,當(dāng)下列條件之一發(fā)生時柱破壞:(1)柱的軸向下降達(dá)到10mm;(2)壓縮率超過3mm/min;(3)柱不能繼續(xù)承載。為達(dá)到比較目的,在數(shù)值模擬中考慮四面受火和單側(cè)受火兩種類型的火災(zāi)。為了方便起見,四面受火和單側(cè)受火分別叫做火1和火2,柱直徑方向的溫度分布見圖4。在下列的計算中,假定柱子受到不同火源的影響,同時考慮了四面受火。圖5描述了兩種火災(zāi)類型下的柱頂豎向位移,從圖形中可以看出,框架柱在火2情況下的耐火時間要比在火1的時間長。圖6描述了框架柱的變形,可以看到隨火災(zāi)類型不同兩類柱子變形總體趨勢不同,整體變形在火1下(圖6(a))趨勢都是同一方向,而在火-2下(圖6(b))兩類柱變形方向相反?；?與火2側(cè)向變形的不同主要由于柱受拉側(cè)溫度不同,我們可以得出鋼管混凝土柱的耐火性能主要由受拉區(qū)的溫度所決定。1.3抗火性能分析為了評估鋼管混凝土柱受框架影響的變形和抗火性能,框架2中兩個柱F2-C1和F2-C2,作為整體結(jié)構(gòu)來研究,同時柱作為承受相同軸向力和彎矩的獨立柱被研究(圖1(b)和(c))。我們研究了柱在兩種火災(zāi)類型下的頂點豎向位移和側(cè)向位移。柱頂豎向位移和側(cè)向位移框架柱與對應(yīng)單柱之間的對比,如圖7和圖8所示。可以得到:在火1作用時,中柱F2-C1頂點的豎向位移非常接近單柱SF2-C1的豎向位移,它們的抗火時間相同。分析其主要原因為:在四面受火條件下,框架2中柱的彎矩是可以忽略并且荷載情況與單柱SF2-C1中相同。而對于框架的邊柱F2-C2,與觀察的單柱SF2-C2的軸向力和側(cè)向位移是有很大差別的?？蚣苤鵉2-C2耐火時間更長,其主要原因是框架柱F2-C2在火災(zāi)中的剛度減少,與框架中其它構(gòu)件的相互作用產(chǎn)生內(nèi)力重分配,框架柱F2-C2的彎矩顯著減少,所以軸向位移和側(cè)向位移也減少。對于單柱SF2-C2,沒有產(chǎn)生內(nèi)力重分配而且彎矩也沒有改變,所以產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和較短的耐火時間。對于在火2作用下的單柱和其它框架柱,單柱的變形更大而且耐火時間也較短,框架柱具有更好的耐火性能。對于中柱F2-C1和SF2-C1,由于溫度的非對稱分配,柱子靠近火一側(cè)的材料剛度減少,在軸向壓力作用下柱子產(chǎn)生彎矩。在計算中,由于樓層梁的約束,柱子F2-C1并不能產(chǎn)生過大彎矩和側(cè)向變形,從而,柱的抗火時間在很大程度上比單柱SF2-C1長很多。2本層密度研究—輕型集成房屋結(jié)構(gòu)體系的防火性能研究2.1小型綜合房屋結(jié)構(gòu)分析2.1.1屋面模型組成雅致公司提供的輕型集成房屋規(guī)格有3K*6K*6P、4K*6K*6P和5K*6K*6P三種,其中K代表跨度,一跨為1820mm,P代表層數(shù),一般高為950mm,3P為一層。屋面結(jié)構(gòu)為三角形桁架梁,屋面檁條為L40×3。3K*6K*6P、4K*6K*6P集成房屋的樓面主梁截面尺寸為C80×40×15×2.0,柱由兩背對焊接的C80×40×15×2.0截面組成;5K*6K*6P集成房屋的樓面主梁截面尺寸為C80×40×15×2.5,柱為兩背對焊接的C80×40×15×2.5截面組成。屋面梁、樓面主梁與柱剛接,柱與地面剛接,有限元模型見圖9。本文以5K*6K*6P集成房屋為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)的防火性能研究。2.1.2結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)根據(jù)集成房屋在正常使用時的實際情況,考慮其承受恒載、活載、風(fēng)載等荷載的作用,荷載取值見表1。結(jié)構(gòu)抗火驗算時,可按偶然設(shè)計狀況的作用效應(yīng)組合,根據(jù)規(guī)范《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計規(guī)范》(CECS200∶2006)和建筑荷載規(guī)范(GB50009-2001)進(jìn)行荷載效應(yīng)組合。對于承載能力極限狀態(tài),應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載(效應(yīng))組合,并應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。γ0S≤R(1)γ0S≤R(1)式中:γ0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),由于集成房屋為可拆裝式,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取0.9;S為荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值;R為結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計值。對于一般排架、框架結(jié)構(gòu),基本組合可采用簡化規(guī)則,并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定:(1)常溫下由可變荷載效應(yīng)控制的組合:S=γQSGk+γQ1SQ1k(2)S=γQSGk+0.9∑i=1nγQiSQik(3)S=γQSGk+γQ1SQ1k(2)S=γQSGk+0.9∑i=1nγQiSQik(3)式中:SGk為永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),SQk為樓面或屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)。(2)EN1993-1-2中第2.4.3條給出了火災(zāi)下荷載效應(yīng)的計算方法,認(rèn)為荷載效應(yīng)在整個火災(zāi)升溫過程中保持不變,并可通過對常溫下的荷載效應(yīng)乘以一個折減系數(shù)。計算公式如下:Sfi=ηfiS(4)ηfi=γGASGk+φfiSQ1kγGASGk+φQ1SQ1k(5)Sfi=ηfiS(4)ηfi=γGASGk+φfiSQ1kγGASGk+φQ1SQ1k(5)式中:Sfi和S分別代表火災(zāi)和常溫下的荷載效應(yīng),ηfi表示火災(zāi)下荷載效應(yīng)的折減系數(shù)。隨著SQ1k/SGk的比值增大,荷載折減系數(shù)會逐漸減小,為簡化計算,EN1993-1-2規(guī)定,對倉庫類建筑ηfi可取0.7,對其他類建筑ηfi取0.65。2.1.3火災(zāi)位置與抗火方案根據(jù)文獻(xiàn)的結(jié)論:橫向看火災(zāi)發(fā)生在中間房間更不利,本文就火災(zāi)發(fā)生在中間房間,跨度3640mm×4550mm,面積為16.6m2,著火位置見圖9。由于真實火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展與很多因素有關(guān),例如:建筑內(nèi)部空間尺寸、室內(nèi)燃料種類和數(shù)量、通風(fēng)條件等等。我們借鑒國內(nèi)外有關(guān)結(jié)構(gòu)抗火的資料,進(jìn)行一定假設(shè)處理。在假定的火災(zāi)房間中,室內(nèi)空氣溫度按照ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線考慮,忽略板材對構(gòu)件溫度場的影響,構(gòu)件截面溫度均勻分布,受火區(qū)間見圖1。結(jié)構(gòu)的初始溫度為20℃,先進(jìn)行靜力計算,然后每60秒為一個荷載步施加溫度荷載。2.1.4退火時間本文參照英國規(guī)范中破壞準(zhǔn)則和建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范的破壞準(zhǔn)則分別來判斷結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的耐火極限。(1)集成房屋為臨時性活動房,規(guī)范對于四級建筑構(gòu)件的耐火極限,梁和柱應(yīng)具有30min的耐火時間。(2)結(jié)構(gòu)達(dá)到不適于繼續(xù)承載的整體變形。按照文獻(xiàn)的建議,當(dāng)跨中的撓度超過跨距的1/20時,結(jié)構(gòu)在抗火極限狀態(tài)下破壞。(3)在各種荷載效應(yīng)組合下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火時間td不應(yīng)小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火極限tm,即:td≥tm。2.2在集成房屋買車影響下的有限分析中2.2.1柱、屋架、柱、條材料本構(gòu)關(guān)系:根據(jù)雅致公司提供的結(jié)構(gòu)說明,結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼材種類為Q235鋼,鋼材在常溫下的彈性模量為2.06×105MPa,鋼材在高溫下的參數(shù),如比熱、熱傳導(dǎo)系數(shù)和膨脹系數(shù)按歐洲規(guī)范取值,密度為7850kg·m-3,鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系參照文獻(xiàn)。單元選擇:梁和桁架的模型在有限元ABAQUS中都可以找到,故這些構(gòu)件均按實際建模。而柱為兩背對的槽型鋼拼裝而成,在有限元中沒有對應(yīng)的截面類型,本文用等慣性矩和等截面面積的工字鋼I80×80×3.8×1.9來代替,兩者在外力作用下會產(chǎn)生相等的初應(yīng)變能。屋架、柱、檁條沿軸向的方向尺寸明顯大于另外兩方向的尺寸,并且截面尺寸小于結(jié)構(gòu)典型軸向尺度的1/10,用梁單元(beam)進(jìn)行模擬,盡管允許梁發(fā)生大位移和大轉(zhuǎn)動,但允許剪切彎曲并假設(shè)軸向應(yīng)變較小,故采用B31單元進(jìn)行模擬。屋架和樓面梁中的腹板、弦桿和柱間支撐只能承受拉伸或者壓縮荷載的桿件,不能承受彎曲,用桁架單元(truss)進(jìn)行模擬。拼裝式活動房構(gòu)件在使用時只考慮材料的線彈性行為,故材料屬性為線性。邊界與加載:力的作用途徑是先作用于板,再由板傳給鋼構(gòu)件。我們在有限元模型中為了方便加載和模型的簡化,直接將力作用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,不考慮板的影響。模型中,先在整體結(jié)構(gòu)上定義構(gòu)件集合,分別定義相應(yīng)的柱、梁、檁條為不同構(gòu)件集合,再分別賦予作用于構(gòu)件的荷載大小和方向。按實際情況考慮,柱底端與基礎(chǔ)剛接,在模型中約束柱底全部自由度。結(jié)構(gòu)受火位置見圖9。2.2.2抗火時間分析分別按照2.1.4節(jié)耐火極限的判定準(zhǔn)則判斷結(jié)構(gòu)的耐火極限如下(以5K*6K*6P集成房屋為例):(1)根據(jù)判定條件1,對受火房間內(nèi)的柱和梁在ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線升溫30min,結(jié)構(gòu)在最不利荷載組合并同時受火荷載作用時的位移與應(yīng)力云圖,見圖10和圖11。隨著構(gòu)件溫度的上升,鋼材的彈性模量不斷減少,剛度也不斷減小,構(gòu)件的內(nèi)力不斷加大;60s之前柱的應(yīng)力不到40kN·m-2,此后隨著構(gòu)件溫度的不斷升高柱的內(nèi)力不斷增加直至屈服。其中柱的最大應(yīng)力時間關(guān)系曲線,見圖12。60s之前梁的撓度變化不大,在30mm左右,此時梁的溫度大概為330℃;此后隨著構(gòu)件溫度的不斷升高梁的撓度急劇增加直至破壞,其中梁的最大撓度時間關(guān)系曲線見圖13。5K*6K*6P集成房屋在標(biāo)準(zhǔn)火作用30min后,梁和柱最大應(yīng)力分別為267.1kN·m-2和263.9kN·m-2,梁的最大撓度超過1.5m(樓面梁)。可見5K*6K*6P集成房屋主要承重構(gòu)件屈服,梁的變形過大,說明梁和柱都已破壞。(2)根據(jù)判定條件2,標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)曲線升溫至540s時,梁的最大位移為429mm,接近梁撓度的1/20(即455mm),結(jié)構(gòu)雖然還沒有達(dá)到判定條件2所規(guī)定的破壞狀態(tài),但其中梁和柱的最大應(yīng)力分別為239kN·m-2和238.6kN·m-2,構(gòu)件均屈服。(3)根據(jù)判定條件3,當(dāng)火災(zāi)持續(xù)時間到183s時,柱和梁的最大應(yīng)力為173kN·m-2。此時受火構(gòu)件的溫度為485℃,鋼材在此溫度的屈服強(qiáng)度為174kN·m-2,同時結(jié)構(gòu)中梁的最大撓度為56mm小于梁跨度的1/20,滿足要求。結(jié)構(gòu)在183s時未破壞,但超過該時間結(jié)構(gòu)構(gòu)件屈服、變形急劇增加,故可認(rèn)為結(jié)構(gòu)的抗火時間為183s。由于該結(jié)構(gòu)的抗火時間很短,特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)中采用易燃板材時,結(jié)構(gòu)的抗火時間將會縮短,應(yīng)采取適當(dāng)措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗火性能。三種不同跨度集成房屋在火災(zāi)下的具體計算結(jié)果,見文獻(xiàn)。2.3巖棉夾心板的耐火性分析2.3.1巖棉夾芯板受火情況本次試驗在國家(都江堰)防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢測中心進(jìn)行,分別對50mm厚和80mm厚金屬面巖棉夾芯板進(jìn)行了耐火極限測試工作,測試現(xiàn)象簡述如下:50mm厚金屬面巖棉夾芯板在立式爐中單面受火,從21min開始表面溫度高達(dá)77℃,然后以每分鐘15℃到20℃的速度升溫,最后于31min時由于變形過大,背面板縫發(fā)生竄火而測試中止,即構(gòu)件破壞。此時構(gòu)件背面平均溫度為120℃。80mm厚金屬面巖棉夾芯板在92min達(dá)到99℃之前一直是均勻緩慢上升,隨后每三分鐘溫度上升10℃左右,并于105min發(fā)生右上角背面板縫發(fā)生竄火而測試中止。繼續(xù)對板材升溫,背面溫度在107min時單點最高溫度達(dá)180℃。2.3.2巖棉夾芯板材料熱分析鋼板和芯材采用體單元(C3D8R)。芯材和鋼板的粘結(jié)非常緊密,完全可以保證兩種材料共同工作,所以鋼板和芯材的接觸方式采用捆綁(tie)的方式。由于對構(gòu)件進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析,可不設(shè)力學(xué)邊界條件。對于非承重構(gòu)件,判斷夾芯板耐火極限可以考慮完整性和隔熱性,本文采取隔熱性來判斷。分析巖棉夾芯板的隔熱性模型的幾何尺寸取長*寬*厚為1500*1000*50(mm)和1500*1000*80(mm)兩種情況,模型見圖14。根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》確定巖棉材料熱物理性能計算參數(shù),巖棉在常溫下的材料參數(shù)中密度取120kg·m-3、導(dǎo)熱系數(shù)0.045、比熱容1.22KJ。由于巖棉在高溫狀態(tài)下材料參數(shù)未知,根據(jù)巖棉屬于難然材料,本文假定其在火災(zāi)下材料參數(shù)基本不變。有限元模擬結(jié)果見圖15和圖16。試驗測得50mm厚巖棉夾心板經(jīng)31min升溫后,背面平均溫度為120℃,從圖中可以看出有限元模擬50mm厚巖棉夾心板經(jīng)30min升溫后,背面均溫為115℃,與試驗得到的溫度場比較接近。試驗測得80mm厚巖棉夾心板經(jīng)105min升溫后,背面平均溫度為130℃(圖15),加溫到107min時,單點最高溫度為181℃。從圖中可以看出有限元模擬80mm厚巖棉夾心板經(jīng)105min升溫后背面均溫為230℃(圖16),與試驗得到的結(jié)果有一定差別,其主要原因是試驗板材內(nèi)部放有一塊隔熱板,在一定程度上對熱傳到起到限制作用。但無論從試驗還是有限元分析,巖棉夾芯板都有著良好的隔熱性能,板受火面和背火面的溫度相差600℃以上。而且隨著巖棉夾心板厚度的增加,板材的耐火性能也不斷增加?？梢詮膱D15和圖16得到:板材受火面按標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線升溫至1860s,50mm厚夾心板的背面溫度接近120℃而80mm厚夾心板的背面溫度不到40℃。2.4集成房屋框架和夾心板組合結(jié)構(gòu)的耐火性分析從以上分析中,我們分別得到了集成房屋和巖棉夾心板的耐火性能,但并沒有將兩者結(jié)合同時考慮。而實際火災(zāi)發(fā)生時,集成房屋框架和夾心板兩者互相影響,增加的結(jié)構(gòu)的整體效應(yīng),對結(jié)構(gòu)的耐火性能有很大的影響。因此,分析附有夾心板整體框架結(jié)構(gòu)的耐火性是十分重要的。同時為得到不同耐火性能板材對結(jié)構(gòu)的影響,我們分別采用附有不同抗火性能板材的簡單框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析,板材分別考慮易燃型EPS夾心板和難燃型巖棉夾心板。2.4.1彩鋼夾心板的結(jié)構(gòu)參數(shù)框架結(jié)構(gòu)采用Q235鋼,鋼材的高溫力學(xué)性能與上述集成房屋所用鋼材相同,主梁、次梁和柱采用C80×40×15×2.0截面形式。EPS和巖棉彩鋼夾心板的上下表面鋼材性能與框架結(jié)構(gòu)鋼材性能相同。EPS的彈性模量取6MPa、泊松比為0.226,巖棉的彈性模量為6.2MPa、泊松比為0.3?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中梁和柱采用梁單元B31進(jìn)行劃分,夾心板采用實體單元C3D8R進(jìn)行劃分。作用于結(jié)構(gòu)的恒載為0.25kN·m-2,活載為2kN·m-2,荷載組合與集成房屋考慮相同。柱剛接于地面,約束柱底全部自由度。2.4.2巖棉夾心板安全性能模型EPS夾心板的耐火性能很差,其芯材EPS板屬于易燃物。當(dāng)火作用于EPS夾心板上時,由于其在火災(zāi)下燃燒沒有隔熱性能,使得上下兩層鋼板很快失去承載力,為了分析方便,我們將其撤去,模型見圖17;而未發(fā)生火災(zāi)的框架中板材的力學(xué)性能不受影響。巖棉夾心板屬于難燃物,其耐火性能較好。當(dāng)火作用于巖棉夾心板時,巖棉具有一定的隔熱功效,使得其上層鋼板具有一定的承載能力,為了分析方便,我們考慮上層鋼板未受影響,用一張鋼板代替。而未發(fā)生火災(zāi)的框架中,板材對整體結(jié)構(gòu)的耐火性能具有一定影響,模型見圖18。假設(shè)這個框架模型中只左側(cè)的框架發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)升溫曲線為ISO-834標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)規(guī)范在火荷作用下持續(xù)5min,由于框架是主要的承載結(jié)構(gòu),因此我們在處理時將板材隱藏,主要觀察框架結(jié)構(gòu)的受力情況。附有EPS夾心板的框架結(jié)構(gòu)中,最大應(yīng)力為126.3kN·m-2,見圖19。附有巖棉夾心板框架結(jié)構(gòu)中的最大應(yīng)力為87.04kN·m-2,見圖20。從中我們可以得到,巖棉夾心板框架整體結(jié)構(gòu)比EPS夾心板框架整體結(jié)構(gòu)的耐火性能好,巖棉板相對于EPS板對結(jié)構(gòu)具有較好的防火性能。因此在選擇板材時,為了增加結(jié)構(gòu)整體的耐火性能,需采用耐火性能好的板材。3抗火性能分析(1)鋼管混凝土柱暴露在火災(zāi)中的方式,包括火的強(qiáng)度和作用方向。由于它可能導(dǎo)致附加的彎曲和彎曲方向的改變,故這在抗火分析中是一個非常重要的影響因素。在一個框架體系中,雖然中柱和邊柱可能有不同的約束和負(fù)荷的情況,但它們卻有著幾乎相同的耐火時間。(2)與單根鋼管混凝土柱相比,由于框架中的內(nèi)力重分配和框架中其它構(gòu)件對它的約束作用,使得框架中柱的抗火能力會得到提高。然而,框架中柱的位移要比單根柱的位移大。(3)評估單個構(gòu)件在固定設(shè)計荷