结构工程防火PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 火灾的危害 2

1.1.1 火灾的定义及分类 2

1.1.2 火灾对社会经济的危害 2

1.1.3 火灾对建筑结构的危害 4

1.2 建筑火灾安全的主要范畴 6

1.3 建筑结构抗火设计的意义 7

1.4 建筑结构抗火设计方法的发展 8

知识归纳 9

独立思考 9

2 建筑火灾基础知识 10

2.1 建筑火灾历程 11

2.1.1 建筑火灾发生的条件 11

2.1.2 建筑火灾的发展过程 11

2.2 建筑火灾荷载与火灾参数 13

2.2.1 可燃物的燃烧性能 13

2.2.2 火灾荷载 15

2.2.3 建筑火灾发展的定量描述 17

2.3 建筑火灾模化 21

2.4 火灾升温曲线 24

2.4.1 标准升温曲线 24

2.4.2 大空间建筑火灾升温曲线 26

知识归纳 29

独立思考 29

3 建筑物耐火等级与耐火极限 30

3.1 建筑物耐火等级 31

3.1.1 一般民用建筑的耐火等级 31

3.1.2 高层民用建筑的耐火等级 31

3.1.3 厂房建筑的耐火等级 32

3.1.4 仓库建筑的耐火等级 33

3.2 建筑结构构件耐火极限 34

知识归纳 36

独立思考 36

4 火灾下结构构件的升温 37

4.1 传热学基本原理 38

4.1.1 导热 38

4.1.2 热对流 38

4.1.3 热辐射 38

4.1.4 火灾环境与构件表面间的热量交换 39

4.2 火灾下钢构件升温计算方法 40

4.2.1 钢构件内部的热传导 40

4.2.2 钢构件升温计算模型 41

4.2.3 钢构件截面温度均匀分布升温计算 41

4.2.4 钢构件截面温度非均匀分布升温计算 50

4.3 火灾下钢筋混凝土构件截面温度场计算 53

4.3.1 钢筋混凝土构件温度场特点及影响因素 53

4.3.2 钢筋混凝土构件温度场计算方法 53

4.3.3 有非燃饰面层的钢筋混凝土构件温度场计算 54

知识归纳 55

独立思考 56

5 高温下结构的材料性能 57

5.1 高温下结构钢的物理特性 58

5.1.1 热膨胀系数 58

5.1.2 热传导系数 58

5.1.3 比热容 59

5.1.4 密度 59

5.2 高温下结构钢的力学性能 59

5.2.1 应力-应变关系 59

5.2.2 屈服强度 60

5.2.3 弹性模量 61

5.2.4 泊松比 62

5.2.5 高温蠕变与松弛 62

5.3 高温过火冷却后结构钢的力学性能 63

5.3.1 表观特征及力学性能影响机理 63

5.3.2 屈服强度与应力-应变关系 64

5.3.3 弹性模量 65

5.4 高温下混凝土的热物理特性 65

5.4.1 热膨胀系数 66

5.4.2 热传导系数 66

5.4.3 比热容 66

5.4.4 密度 67

5.5 高温下混凝土的力学性能 67

5.5.1 抗压强度 67

5.5.2 抗拉强度 68

5.5.3 弹性模量 69

5.5.4 应力-应变关系 69

5.5.5 高强混凝土的力学性能 69

5.6 高温后混凝土的力学性能 70

5.6.1 抗压强度 70

5.6.2 抗拉强度 70

5.6.3 弹性模量 71

5.6.4 应力-应变关系 71

5.7 高温下钢筋的材料性能 71

5.7.1 普通钢筋的材料性能 71

5.7.2 预应力筋的材料性能 72

5.7.3 钢筋和混凝土高温黏结强度 73

5.8 国外抗火设计中对材料性能的取值 73

5.8.1 高温下结构钢的物理性能 74

5.8.2 高温下结构钢的力学性能 75

5.8.3 高温下混凝土的物理性能 78

5.8.4 高温下混凝土的力学性能 79

知识归纳 81

独立思考 81

6 结构抗火设计的一般原则与方法 82

6.1 结构抗火设计要求 83

6.1.1 结构抗火分析模型 83

6.1.2 结构抗火设计总原则 83

6.2 结构抗火设计目标 84

6.3 结构抗火设计方法 85

6.3.1 基于试验的结构抗火设计方法 85

6.3.2 基于计算的结构抗火设计方法 85

6.3.3 性能化结构抗火设计方法 86

6.4 结构抗火设计抗力取值及荷载效应组合 86

6.4.1 基于概率可靠度的极限状态设计法 86

6.4.2 抗力取值 87

6.4.3 荷栽效应组合 87

6.5 火灾下结构内力计算方法 88

6.5.1 局部火灾下由外荷载产生的结构构件内力计算方法 88

6.5.2 局部火灾下结构构件温度内力计算方法 88

知识归纳 89

独立思考 89

7 钢结构构件抗火计算与设计 90

7.1 轴心受力构件 91

7.1.1 高温下轴心受拉钢构件的承载力计算 91

7.1.2 高温下轴心受压钢构件的受力性能 92

7.1.3 高温下轴心受压钢构件的稳定系数 93

7.1.4 高温下轴心受压构件的承载力计算 94

7.2 受弯构件 96

7.2.1 高温下受弯钢构件临界弯矩计算 96

7.2.2 高温下受弯钢构件的整体稳定系数 97

7.2.3 高温下受弯钢构件的承载力计算 98

7.3 拉弯构件和压弯构件 100

7.3.1 高温下拉弯或压弯钢构件的强度 100

7.3.2 高温下压弯构件的稳定性 100

7.3.3 拉弯构件和压弯构件的承栽力计算 101

7.4 钢框架梁柱 105

7.4.1 高温钢框架梁的承载力计算 105

7.4.2 高温钢框架柱的承载力计算 106

7.5 钢结构抗火设计工程实例 110

7.5.1 临界温度法 111

7.5.2 承载力法 112

知识归纳 119

独立思考 119

8 钢筋混凝土构件抗火计算与设计 124

8.1 钢筋混凝土构件受火反应 125

8.1.1 钢筋混凝土构件高温性能特点 125

8.1.2 钢筋混凝土构件在火灾中的破坏 125

8.2 钢筋混凝土构件抗火计算方法 127

8.2.1 构件截面承载力计算方法 127

8.2.2 钢筋中心至截面边缘的距离确定 131

8.3 普通钢筋混凝土构件抗火验算 132

8.3.1 梁的抗火承载力 132

8.3.2 柱的抗火承载力 133

8.4 普通混凝土构件防火构造措施 135

8.4.1 梁满足耐火极限要求的构造措施 135

8.4.2 柱满足耐火极限要求的构造措施 136

8.4.3 板满足耐火极限要求的构造措施 136

8.4.4 墙满足耐火极限要求的构造措施 137

8.5 特殊混凝土构件抗火设计 138

8.5.1 高强混凝土构件抗火设计措施 138

8.5.2 预应力混凝土构件抗火设计措施 139

8.5.3 加固混凝土构件抗火设计措施 141

知识归纳 142

独立思考 142

9 组合构件抗火计算与设计 144

9.1 型钢混凝土柱 145

9.1.1 型钢混凝土柱抗火性能的影响因素 145

9.1.2 高温下型钢混凝土柱的承载力计算 147

9.2 钢管混凝土柱 147

9.2.1 钢管混凝土柱抗火性能的影响因素 148

9.2.2 高温下钢管混凝土柱的承载力计算 149

9.2.3 钢管混凝土柱的防火保护层厚度计算 153

9.3 压型钢板组合楼板 154

9.3.1 基于小挠度破坏准则的设计方法 154

9.3.2 考虑薄膜效应的设计方法 156

9.4 钢与混凝土组合梁 160

9.4.1 组合梁的类型及受力特点 160

9.4.2 组合梁的高温破坏模式 162

9.4.3 组合梁的承载力计算 166

知识归纳 170

独立思考 170

10 钢结构防火保护措施 172

10.1 提高钢结构抗火性能的主要方法 173

10.2 钢结构防火涂料类型及其性能 174

10.2.1 钢结构防火涂料类型 174

10.2.2 钢结构防火涂料技术要求及性能指标 175

10.3 钢结构防火涂料的选用与施工 176

10.3.1 防火涂料的选用 176

10.3.2 防火涂料涂装构造 177

10.3.3 钢结构防火涂料施工措施 177

10.4 防火板材的性能与施工应用 178

10.4.1 防火板材的基本要求 178

10.4.2 钢结构防火用板材的类型及性能 178

10.4.3 防火板材用于钢结构防火保护的构造 179

10.4.4 防火板材的施工 179

知识归纳 183

独立思考 184

11 钢筋混凝土结构火灾后的鉴定与修复补强 185

11.1 钢筋混凝土结构火灾后的鉴定 186

11.1.1 建筑结构火灾后的鉴定内容和程序 186

11.1.2 受火温度判定 187

11.1.3 火灾后结构损伤及材料性能检测 189

11.1.4 结构损伤评级 190

11.2 火灾后钢筋混凝土构件剩余承载力计算 192

11.2.1 火灾后钢筋混凝土构件的剩余承载力计算方法 192

11.2.2 火灾后钢筋混凝土构件的有效截面确定 192

11.3 火灾后受损结构的修复加固 193

11.3.1 修复加固的主要对象 193

11.3.2 火灾后结构修复加固的原则和步骤 194

11.3.3 常用加固方法 194

案例分析 195

知识归纳 199

独立思考 199

附录 200

附录1 建筑火灾常见表面间的辐射角系数计算公式 200

附录2 防火保护材料的热物理特性 201

附录3 ISO834标准升温条件下有保护层钢构件的升温 202

附录4 标准火灾升温曲线条件下的构件截面温度场 209

附录5 常温下钢材的强度设计值 222

附录6 轴心受压构件的截面分类 223

附录7 常温下轴心受压构件的稳定系数 225

参考文献 229