火灾下混凝土板温度场的几种计算方法
2014-08-27邱俊男崔彦轩
结构工程师 2014年6期
邱俊男 袁 勇 崔彦轩
1 引 言
发生火灾的建筑不仅灾后要评估建筑结构的性能,还应分析火灾过程结构的性能变化,这意味着高温不仅导致结构性能退化,还会引起结构内力响应变化。因此,确定构件内温度场分布是进行构件乃至整体结构分析的前提。
针对混凝土温度场的计算,欧洲规范[1]给出了试验法、实用图表法以及数值分析三种方法;一些学者[2,3]提出了简化计算的方法;我国目前尚没有统一的混凝土结构抗火计算规范,只在广东省编写了一本地方性抗火规范[4](其后简称广东规范),在该规范中规定使用实用图表法与数值分析计算构件温度场。困扰结构工程师的问题是,这些温度场分析方法繁简不一,工程应用中不同方法的计算参数选取以及各方法的普适性和解答的一致性。
混凝土板作为混凝土结构中最基本的构件,在火灾下,部分板(如中隔板)需要具有隔火功能,另一部分板(如楼板)不仅要具有隔火功能还要有承载功能,因此,选取分析混凝土板的温度场具有一定的代表性。本文拟通过混凝土板的温度场分析比较常用方法的一致性。此外,有研究表明,钢筋混凝土结构的内力和变形状态对结构的热传导和温度场变化的影响很小[5],本文的分析不考虑混凝土结构内力与温度场的耦合作用。
2 混凝土温度场的基本原理
2.1 混凝土温度场控制方程与边界条件
就混凝土结构而言,当火灾发生后,周围空气温度随时间上升,混凝土构件通过与热空气之间的传热及构件内部的导热实现热的传递。……
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