1.建筑結(jié)構(gòu)耐火的作用與意義

　　保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全是在建筑物內(nèi)開展各種活動的基本條件，也是樓內(nèi)的財產(chǎn)得以依附的基礎(chǔ)。一旦建筑物的主體結(jié)構(gòu)受到毀壞，樓內(nèi)的一切將無所依存。火災(zāi)是造成建筑物破壞的嚴(yán)重災(zāi)害之一，燃燒產(chǎn)生的高溫可以對建筑結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響。

　　建筑構(gòu)件的強(qiáng)度取決于建筑材料的性能，而建筑材料的性能會隨著溫度的升高而發(fā)生很大變化。例如，在200℃時，混凝土的彈性模量可降至常溫下彈性模量的一半;到400℃時，更降至常溫下彈性模量的15%左右。又如到550℃左右時，鋼材便會軟化到完全喪失支撐能力。然而在建筑火災(zāi)中，起火區(qū)域的溫度往往可高達(dá)1000℃左右，這樣的高溫勢必會大大減低建筑構(gòu)件的強(qiáng)度。因此所有的建筑構(gòu)件都必須具有足夠的耐火性能。

　　為了防止建筑結(jié)構(gòu)受到損壞，必須在溫度升高接近危險極限之前將火災(zāi)控制住或?qū)⒒馂?zāi)撲滅。如果在設(shè)定的火災(zāi)條件下，在預(yù)定時間內(nèi)無法避免構(gòu)件到達(dá)危險極限，那么就必須對其采取其他的保護(hù)措施，甚至更換構(gòu)件的材料。

　　2.建筑構(gòu)件耐火性能的判定

　　根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范，建筑構(gòu)件的耐火性能是用耐火極限表示的。所謂耐火極限指的是將建筑構(gòu)件置于標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)環(huán)境下，從構(gòu)件開始受熱算起，到其失去支撐能力，或發(fā)生穿透性裂縫，或背火面的溫度升高到設(shè)定溫度(一般取為220℃)所經(jīng)歷的時間。

　　標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)環(huán)境是一種人為設(shè)計(jì)的爐內(nèi)燃燒環(huán)境。試驗(yàn)爐內(nèi)氣態(tài)物質(zhì)的溫度按照規(guī)定的溫度上升曲線變化，這種曲線被稱為標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)溫升曲線。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)溫升曲線，我國國家標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)曲線與國際標(biāo)準(zhǔn)一致。

　　為了真實(shí)反映構(gòu)件性能在高溫作用下的變化，通常應(yīng)當(dāng)用全尺寸建筑構(gòu)件的試樣進(jìn)行試驗(yàn)。如果可能，還應(yīng)在試件上施加相應(yīng)的荷載，并對構(gòu)件設(shè)置適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和約束條件。

　　不過，在實(shí)際火災(zāi)中的溫度變化曲線與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)曲線是有很大區(qū)別的。因此很多人就對使用標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)曲線判定構(gòu)件耐火性的合理性提出了疑問。但是直到現(xiàn)在還沒有提出更好的解決方法，而標(biāo)準(zhǔn)溫升曲線則常作為耐火性能比較的依據(jù)。

　　3.建筑物耐火設(shè)計(jì)的基本方法

　　多年來，建筑物的耐火設(shè)計(jì)是按照處方式防火設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行的，其基本思想是要首先確定建筑物的耐火等級。這種設(shè)計(jì)過程大體可分為三個步驟：

　　(a)根據(jù)建筑物的高度、用途、規(guī)模、火災(zāi)危險性、火災(zāi)撲救難度等，確定建筑構(gòu)件應(yīng)具有的耐火極限t1;

　　(b)根據(jù)按國家標(biāo)準(zhǔn)，測得有關(guān)構(gòu)件在使用載荷作用下的耐火極限t2;

　　(c)比較t1和t2的大小。為保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)使t2大于t1;若無法滿足上述條件，則應(yīng)重新選擇構(gòu)件或?qū)?gòu)件采取保護(hù)措施，直到滿足要求為止。

　　同防火設(shè)計(jì)的其他方面一樣，按照處方式設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行耐火設(shè)計(jì)也存在諸多問題，而依據(jù)性能化防火設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行耐火設(shè)計(jì)是另一條合理的途徑。這種方法的基本原則是：緊密結(jié)合特定建筑物的火災(zāi)特性，通過分析計(jì)算來決定建筑構(gòu)件的耐火需要。通過合理設(shè)定與實(shí)際火災(zāi)相吻合的火災(zāi)場景，計(jì)算得到起火房間內(nèi)的溫度隨時間變化的曲線;在此基礎(chǔ)上根據(jù)特定建筑構(gòu)件的熱物性參數(shù)，計(jì)算出該構(gòu)件內(nèi)部的溫度分布;然后根據(jù)這種溫度分布，考慮構(gòu)件材料的力學(xué)性能和載荷狀況，求得構(gòu)件的約束力、熱應(yīng)力及構(gòu)件的承載能力;最后將構(gòu)件的承載能力與火災(zāi)時設(shè)計(jì)的載荷相比較，就可判斷該構(gòu)件受到火災(zāi)作用時能否滿足功能上的需要。