董学超

[摘要]近些年来高层建筑发展迅速，施工方便、承载力大的钢管混凝土柱施工在建筑中应用广泛。基于这一趋势，收集整理了有关钢管混凝土柱抗火性能的主要影响因素，并提出对应措施，为钢管混凝土柱的防火安全提出了指导，有利于提高建筑安全性。

[关键词]钢管混凝土；抗火性能；设计优化；研究综述 文章编号：2095-4085（2017）05-0139-02

钢管混凝土柱是直接在钢管中进行混凝土浇筑的构件，外层钢管对内部混凝土具有环箍效应，柱体承载能力强，施工方便，因而越来越多的被应用在现代建筑中。然而约束内部混凝土的外层钢管作为柱体重要构件，未包裹在混凝土中，使得对其抗火性能的研究尤为重要。国内外众多研究人员对钢管混凝土的抗火性能进行了研究，取得了一系列的研究成果。本文对众多研究人员的研究进行了总结综述，找到了钢管混凝土柱抗火性能的影响因素，并提出了有利于提高其抗火性能的措施，为今后钢管混凝土的防火安全提供了设计依据。

1影响因素

构件的耐火性能一般可以以耐火极限以及构件在高温下的承载能力等进行衡量。钢管混凝土柱形式多样，受火情况各不相同，其抗火性能受多种因素影响。通过对各研究人员的研究进行汇总，剔除相关性小的影响因素，对钢管混凝土抗火性能的主要影响因素进行了总结。

1.1受火方式的影响

因布置位置和可燃物堆放情况的不同，钢管混凝土柱的受火方式不尽相同，不同的受火方式下，柱的升温面分别存在差异。其他条件相同的情况下，受火面越大，钢管混凝土柱的抗火性能越差，从单面受火，双面受火，三面受火到四面受火，钢管混凝土柱的抗火性能依次减弱。

1.2火灾荷载的影响

火灾载荷是描述建筑物内容纳可燃物数量的参数，对火灾燃烧温度和持续时间的衡量起重要作用。一般来说，火灾荷载越大，火场局部温度越高，火势可持续时间越长，钢管混凝土柱强度降低幅度越大。

1.3荷载比的影响

钢管混凝土柱的荷载分布状况对其抗火性能具有较大影响，荷载分布最主要的性质可以用载荷比进行表示，其对钢管混凝土柱的抗火性能有较大影响，尤其是对其耐火极限影响作用明显。随火灾载荷比增大，柱的耐火极限显著降低。

1.4截面尺寸的影响

研究表明，在其他条件相同的情况下，界面尺寸越大，钢管混凝土柱的抗火性能越好，但这种关系是非线性的，当柱的截面尺寸较大时，随截面尺寸的增大，钢管混凝土柱的抗火性能增长变缓。

1.5长细比的影响

柱作为主要抗压构件，应分析其稳定性，防止失稳破坏的情况产生。长细比是衡量柱稳定性的重要指标，对钢管混凝土柱的抗火性能影响较大。在荷載较大时，长细比对抗火性影响不显著，当荷载较小时，长细比的影响作用显著，随长细比增大，钢管混凝土柱的耐火极限降低。

1.6其他因素的影响

除以上总结的影响程度较大因素外，其他因素也会对钢管混凝土的抗火性能产生影响。这些因素包括：柱端部约束类型、偏心率、柱的形状、柱的含钢率、钢管材料的耐火性能等。在一般情况下，这些因素的影响程度较小，但不可忽略，但当情况特殊时，应该对其中部分因素进行分析。例如，当分析异形钢管混凝土柱抗火能力时，要考虑柱的形状和偏心率对于抗火能力的影响。

2强化措施

针对以上钢管混凝土柱抗火性能影响因素，提出以下措施，以强化其抗火性能。

（1）可以采用钢骨一钢骨混凝土结构进行强化，在内层混凝土中配设钢骨，利用混凝土的热传导较慢的特性在火灾中保护内部钢骨，从而提高整个构件的抗火性能。（2）为外层钢管刷涂抗热保护层，研究表明：同等厚度保护层，刷涂耐火涂料，柱的抗火性能是刷涂水泥砂浆的3倍以上。（3）采取结构加强措施，提高柱的富余强度，虽然会加大材料用量，但对提高其抗火性能效果显著。（4）对建筑结构进行优化设计，减少钢管混凝土柱的受火面数量。

3结语

本文汇总了众多研究人员钢管混凝土柱抗火性能研究成果，总结出钢管混凝土柱抗火性能的主要影响因素，并且提出了增强其抗火性能的一些可采取的措施，对未来建筑设计提供了指导，有利于提高建筑的受火安全性。