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鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法發(fā)展的四個階段
2020-10-23 08:49 西安鋼結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)公司
為了滿足結(jié)構(gòu)抗火的要求，需要進行結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計。隨著人們對結(jié)構(gòu)抗火認識的不斷深化和結(jié)構(gòu)抗火計算與設(shè)計理論研究的不斷深入，結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計的方法也在不斷發(fā)展。對于鋼結(jié)構(gòu)，其抗火設(shè)計方法的發(fā)展可以分為以下四個階段。
一、基于試驗的構(gòu)件抗火設(shè)計方法
這種方法以試驗為設(shè)計依據(jù)，通過進行不同類型構(gòu)件在規(guī)定荷載分布與標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下的耐火試驗，確定在采取不同防火措施后構(gòu)件的耐火時間。通過進行一系列的試驗可以確定各種防火措施相應(yīng)的構(gòu)件耐火時間。進行結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計時，可以根據(jù)構(gòu)件的耐火時間要求，直接選取對應(yīng)的防火保護措施。
基于試驗的構(gòu)件抗火設(shè)計方法，簡單、直觀、應(yīng)用方便。最初各國鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計都采用這種方法。實際上，我國現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》關(guān)于鋼梁和鋼柱防火措施要求，正是基于這種方法。
二、基于計算的構(gòu)件抗火設(shè)計方法
為考慮荷載的分布與大小及構(gòu)件的端部約束狀態(tài)對構(gòu)件耐火時間的影響，可以按所設(shè)計結(jié)構(gòu)的實際情況進行一系列構(gòu)件的耐火試驗，但這樣做的費用非常昂貴。
為解決基于試驗的構(gòu)件抗火設(shè)計方法存在的問題，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火計算理論研究引起了很多研究者的重視，開展了大量研究。理論研究以有限元為主，也有的采用經(jīng)典解析分析方法，基本建立了能考慮任意荷載形式和端部約束狀態(tài)影響的鋼構(gòu)件抗火設(shè)計方法。
三、基于計算的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法
結(jié)構(gòu)的主要功能是作為整體承受荷載。火災(zāi)下結(jié)構(gòu)單個構(gòu)件的破壞，并不一定意味著整體結(jié)構(gòu)的破壞。特別是對于鋼結(jié)構(gòu)，一般情況下結(jié)構(gòu)局部少數(shù)構(gòu)件發(fā)生破壞，將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，結(jié)構(gòu)仍具有一定繼續(xù)承載的能力。當(dāng)結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計以防止整體結(jié)構(gòu)倒塌為目標(biāo)時，則基于整體結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)進行抗火設(shè)計更為合理。
四、考慮火災(zāi)隨機性的結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法
現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計以概率可靠度為目標(biāo)，因火災(zāi)的發(fā)生是具有隨機性，且火災(zāi)發(fā)生后空氣升溫的變異性很大，要實際結(jié)構(gòu)抗火的概率可靠度設(shè)計，必須考慮火災(zāi)及空氣升溫的隨機性。
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