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結構耐火性能分析的目的就是驗算結構和構件的耐火性能是否滿足現行規范要求。結構的耐火性能分析一般有兩種方法:第一種方法是驗算結構和構件的耐火極限是否滿足規范的要求;第二種方法是驗算在規范規定的耐火極限時的火災溫度場作用下,結構和構件的承載能力是否大于荷載效應組合。這兩種方法是等效的。
(一)耐火極限要求
構件的耐火極限要求應符合 《建筑設計防火規范》 ( GB 50016-2014) 及其他相關國家標準的規定。
(二)構件抗火極限狀態設計要求
火災發生的概率很小,是一種偶然荷載工況。因此,火災下結構的驗算標準可放寬?;馂南轮贿M行整體結構或構件的承載能力極限狀態的驗算,不需要正常使用極限狀態的驗算。構件的承載能力極限狀態包括以下幾種情況:
(1)軸心受力構件截面屈服。
(2)受彎構件產生足夠的塑性伎而成為可變機構。
(3)構件整體喪失穩定。
(4)構件達到不適于繼續承載的變形。
對于一般的建筑結構,可只驗算構件的承載能力,對于重要的建筑結構,還要進行整體結構的承載能力驗算。
(三)計算分析模型
抗火驗算時建筑結構耐火性能計算(一般也可稱為抗火驗算)一般有三種方法:第一種方 法是采取整體結構的計算模型;第二種方法是采取子結構的計算模型;第三種方法是采取單一 構件計算模型。《建筑鋼結構防火技術規范》(GB 51249-2017) 中要求,所有鋼結構均需要進行構件的抗火驗算,預應力鋼結構和跨度不小于 120 m 的大跨鋼結構還應補充進行整體結構的 耐火驗算,跨度不小于 60 m 的大跨鋼結構還應補充進行整體結構的耐火驗算,通過抗火驗算確定防火保護層厚度。
在實際建筑結構中,構件總是和其他構件相互作用的,獨立構件是不存在的。因此,研究構件的耐火性能還需要考慮構件的邊界條件。歐洲規范規定,進行構件耐火性能分析時,構件的邊界條件可取受火前的邊界條件,并在受火過程中保持不變。
整體結構耐火性能評估模型是一種高度非線性分析,計算難度較高,需要由專門機構和專業人員完成。
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