火灾对钢筋混凝土构件强度影响的模拟研究

【摘要】钢筋混凝土建筑遭遇火灾之后强度会大幅降低，危害民众的财产生命安全。最近几年，国内外的学者对于火灾对刚进混凝土构件强度的影响分析有了一些初步的研究成果，本文将会对这些成果进行简单的梳理，然后在提出一套新型的模拟分析方法，解决很多钢筋混凝土在高温环境下强度变化的迫切问题研究。

【关键词】钢筋混凝土；强度；降低；模拟分析

一、火灾对钢筋混凝土构件受力性能的影响

火灾发生之后，钢筋混凝土构件的强度、韧性等等会发生非常大的变化，其变化主要是基于其受弯性能、受压性能、受剪性能的变化。

（一）钢筋混凝土构件的受弯性能

火灾发生之后，钢筋混凝土构件的受弯性能会发生非常大的变化，具体说就是受弯性能将会大大的降低，钢筋混凝土构件火灾之后将不能再接受一些大的弯曲力的冲击。我们知道，在一些建筑特别是高层建筑中都有大量的钢筋，这些钢筋的作用以来是为了增加建筑物的强度，然后就是为了增加建筑物的受弯性能，也就是我们常说的建筑物的“韧性”。因为在一些时候，建筑物接受风吹、小型的地震、一些路面传导过来的震动时候都会产生震动，这些震动上下左右各个方向都有，建筑物会在不同程度上发生轻微的弯曲，如果一个建筑物的受弯性能不强，也就是“韧性”不够的话，很有可能在这些轻微的震动过程中产生不可逆的损害，例如建筑发生不可逆的倾斜、裂纹等等，严重损害建筑的质量，给民众的生命财产安全带来严重威胁。

以往的模拟建立通过控制模拟火灾的温度，在不同温度下计算出建筑物的受弯性能，建立起一个完成的数据库，主要的目的是为了在实际中对一些经受了火灾洗礼的建筑进行火灾后评估，确保建筑的安全性。

（二）钢筋混凝土构件的受压性能

钢筋混凝土构件的受压性能简单说和钢筋混凝土构件的受弯性能原理是一样的，就是火灾发生之后，钢筋混凝土构件的受压性能将会大大的降低，钢筋混凝土构件火灾之后将不能再接受一些大的压力。

在实际中研究钢筋混凝土构件的受压性能是针对建筑的一个柱子进行的，因为建筑的柱子就是整个建筑的受力的支撑点。建筑的核心柱子的受压性能可以等效为整个建筑的受压性能。我们在模拟试验中，通常会让建筑的柱子四面模拟实际的火灾场景，通过对柱子的四面进行相同的火灾温度的测试，然后在判断这些柱子在经受了某一高温之后，受压的破坏程度、裂纹程度等等。主要的两个变量时接受高温的升值以及接受高温的时间，这也是最主要的两个变量。

通过对经受了不同时间、不同温度环境下建筑物柱子受压的破坏程度、裂纹程度来建立起一套数据模型，然后将这样的模型应用到实际的火灾中。直观的感受就是，在火灾过程中一些建筑物经受不了一些高温，在承担一定的压力情况下建筑物会倒塌。因此，火灾之后对建筑物的受压性能测试对保证建筑的安全也非常重要。

（三）钢筋混凝土构件的受剪性能

钢筋混凝土构件出了接受一些常规的正应力之外还会经受很多的剪切应力，这是。剪应力在日常中特别容易被忽略掉，一定程度上也是因为一般的物品的抗剪切应力能力还是比较强的，比如我们想要折断一双筷子很容易，但是我们要想用力的挤压筷子的两头把筷子折断就非常的困难。但是现实的问题是，当一些建筑物在经受了高温火灾之后，剪切应力会迅速的下降，下降的幅度是最大的，例如一双塑料做的筷子，常温下我们想要把筷子从两头挤压断裂几乎是不可能的，但是当筷子接受高温之后，筷子就“软”掉了，我们在那样挤压就会非常的容易。

二、关于火灾对钢筋混凝土构件强度影响的升温曲线研究

基于前文的分析，以往的研究主要是从理论出发研究钢筋混凝土构件在会在之后的力学变化。

本文要建立的模型是关于火灾对钢筋混凝土构件强度影响的升温曲线研究，主要目的是为了找到钢筋混凝土构件在不同温度条件下的强度变化。

三、总结

通过上边的分析我们知道，钢筋混凝土构件表面的温度变化是先快速的上升，然后会快速的降低，虽然最后钢筋混凝土构件的温度也恢复到了平常温度，但是我们知道，当钢筋混凝土构件的温度达到一定的高度的时候，就会对钢筋混凝土构件产生不可逆的永久性损害，钢筋混凝土构件的强度、韧性等等都会大大的损失，建筑物虽然可能在火灾后依然屹立不倒，但是建筑物的寿命、抗震、抗压性能就会大不如前。因此，实际的灭火过程中需要在火灾的温度达到最大之前灭火，控制火灾的最高温度将是最有效的保护建筑的方式。

参考文献

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