鋼筋混凝土梁耐火極限判定以及高溫對混凝土梁性能的影響

鋼筋混凝土梁作為建筑結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，被普遍地應用在各式各樣的建筑中。但火災是鋼筋混凝土建筑在使用壽命中可能遇到的最嚴重的問題之一，建筑火災的發(fā)生給人民的生命安全帶來巨大的危害。為防止結(jié)構(gòu)在火災中損壞，造成建筑坍塌所引起的人員傷亡，就必須對建筑結(jié)構(gòu)進行合理科學的檢測，尤其對耐火性能的檢測顯得尤其重要。

?

耐火極限的判斷

GB/T 9978-2008 《建筑構(gòu)件耐火試驗方法》中規(guī)定建筑構(gòu)件達到耐火極限有三個條件：失去穩(wěn)定性、失去完整性和失去隔熱性，滿足其中之一即認為構(gòu)件達到了耐火極限。

?

失去穩(wěn)定性表示構(gòu)件失去承載能力或抗變形能力；失去完整性表示為構(gòu)件喪失耐火隔火能力；失去隔熱性則表示構(gòu)件失去隔絕過量熱傳導性能。鋼筋混凝土梁作為承重構(gòu)件，本身不具有隔火和隔絕熱量的能力，所以在火實驗中可以根據(jù)梁失去穩(wěn)定性（承載能力）這一條件來判斷試件梁是否達到耐火極限。

?

具體判斷標準為：在試驗過程中試件梁發(fā)生坍垮，則表明試件失去承載能力；試件的最大撓度超過L/30時（L為計算跨度），則表明試件失去抗變形能力。

?

火災高溫對混凝土梁的影響

鋼筋混凝土梁作為建筑結(jié)構(gòu)中常用的構(gòu)件，它的耐火性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用過程中需要考慮的一個重要問題。是結(jié)構(gòu)安全的一個重要方面，但同時結(jié)構(gòu)必須能夠在一定時間內(nèi)保持其穩(wěn)定和強度才能保障人們在火災下的生命安全。

?

鋼筋混凝土梁作為主要的承重構(gòu)件，在高溫的作用下，結(jié)構(gòu)性能會發(fā)生變化，受力性能變得復雜。結(jié)構(gòu)的安全性能主要是根據(jù)構(gòu)件的承載力情況而定，在常溫條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在外力的作用下?lián)碛辛己玫淖冃文芰秃哪苣芰?。但是在火災高溫的作用下，鋼筋和混凝土材料的物理性能和力學性能會發(fā)生嚴重劣化從而使構(gòu)件的內(nèi)部產(chǎn)生強烈的內(nèi)力重分布，使構(gòu)件截面剛度嚴重減弱,變形也隨之增大,嚴重影響了建筑構(gòu)件的承載能力。這會使原先由正截面抗彎承載力控制的構(gòu)件變成由斜截面抗剪承載力來控制，從而使構(gòu)件由原先的延性破壞變?yōu)榇嘈云茐?，因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗剪性能也是檢測的重要部分。

?

火災中，鋼筋混凝土梁的熱響應和力學響應強烈地依賴于混凝土和鋼筋的材料性能。構(gòu)件在火災下的暴露會對混凝土和鋼筋的強度和剛度以及材料的粘結(jié)性能產(chǎn)生嚴重的影響，使構(gòu)件的撓度變形增大。

?

除了撓度外，構(gòu)件在高溫作用下的局部開裂行為對結(jié)構(gòu)整體性的影響也是非常重要的。 由于溫度升高引起材料的物理和化學變化，溫度梯度會造成內(nèi)應力，孔隙水蒸發(fā)會引起高孔隙壓力。

?

此外，在高溫下，混凝土中的骨料會發(fā)生劣化，導致集料顆粒的分解，混凝土很可能出現(xiàn)裂縫，暴露在火災中的混凝土梁開裂會造成以下后果：混凝土局部開裂會對鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)行為產(chǎn)生嚴重影響；混凝土開裂會使鋼筋直接暴露在高溫中，使鋼筋受到嚴重的損傷。

?

在這些因素的影響下，構(gòu)件的彈性模量和剪切模量會發(fā)生下降，很可能會導致連續(xù)梁發(fā)生斜截面受剪破壞。所以，在對鋼筋混凝土梁的承載力進行檢測時，對其抗剪性能的檢測也十分重要。

?

結(jié)語

中鋼國檢可以對鋼筋混凝土梁進行耐火極限、抗剪性能、撓度變形等一系列的檢測，并出具相應的檢測報告，我們擁有獨立的燃燒實驗室，耐火檢測范圍涵蓋：建筑的墻、柱、預制梁板、預制樓板等等。

?

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國目前最廣泛使用的結(jié)構(gòu)類型，其在高溫作用下往往受到不同程度的損傷，降低了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，并發(fā)生過災后倒塌的案例。隨著高層建筑和公共建筑規(guī)模的不斷擴大，建筑物發(fā)生火災的危險性、造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失也日趨嚴重。當鋼筋混凝土梁遇到火災時，其加熱溫度和加熱時間是不確定的，因此科學合理地對其進行耐火性能的檢測，通過試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果對提高鋼筋混凝土的各種工作性能有很大的意義。