鋼筋混凝土梁耐火極限判定以及高溫對混凝土梁性能的影響

鋼筋混凝土梁作為建筑結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，被普遍地應(yīng)用在各式各樣的建筑中。但火災(zāi)是鋼筋混凝土建筑在使用壽命中可能遇到的最嚴(yán)重的問題之一，建筑火災(zāi)的發(fā)生給人民的生命安全帶來巨大的危害。為防止結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中損壞，造成建筑坍塌所引起的人員傷亡，就必須對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理科學(xué)的檢測，尤其對耐火性能的檢測顯得尤其重要。
 
耐火極限的判斷
GB/T 9978-2008 《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》中規(guī)定建筑構(gòu)件達(dá)到耐火極限有三個(gè)條件：失去穩(wěn)定性、失去完整性和失去隔熱性，滿足其中之一即認(rèn)為構(gòu)件達(dá)到了耐火極限。
 
失去穩(wěn)定性表示構(gòu)件失去承載能力或抗變形能力；失去完整性表示為構(gòu)件喪失耐火隔火能力；失去隔熱性則表示構(gòu)件失去隔絕過量熱傳導(dǎo)性能。鋼筋混凝土梁作為承重構(gòu)件，本身不具有隔火和隔絕熱量的能力，所以在火實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)梁失去穩(wěn)定性（承載能力）這一條件來判斷試件梁是否達(dá)到耐火極限。
 
具體判斷標(biāo)準(zhǔn)為：在試驗(yàn)過程中試件梁發(fā)生坍垮，則表明試件失去承載能力；試件的最大撓度超過L/30時(shí)（L為計(jì)算跨度），則表明試件失去抗變形能力。
 
火災(zāi)高溫對混凝土梁的影響
鋼筋混凝土梁作為建筑結(jié)構(gòu)中常用的構(gòu)件，它的耐火性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用過程中需要考慮的一個(gè)重要問題。是結(jié)構(gòu)安全的一個(gè)重要方面，但同時(shí)結(jié)構(gòu)必須能夠在一定時(shí)間內(nèi)保持其穩(wěn)定和強(qiáng)度才能保障人們在火災(zāi)下的生命安全。
 
鋼筋混凝土梁作為主要的承重構(gòu)件，在高溫的作用下，結(jié)構(gòu)性能會發(fā)生變化，受力性能變得復(fù)雜。結(jié)構(gòu)的安全性能主要是根據(jù)構(gòu)件的承載力情況而定，在常溫條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在外力的作用下?lián)碛辛己玫淖冃文芰秃哪苣芰?。但是在火?zāi)高溫的作用下，鋼筋和混凝土材料的物理性能和力學(xué)性能會發(fā)生嚴(yán)重劣化從而使構(gòu)件的內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)烈的內(nèi)力重分布，使構(gòu)件截面剛度嚴(yán)重減弱,變形也隨之增大,嚴(yán)重影響了建筑構(gòu)件的承載能力。這會使原先由正截面抗彎承載力控制的構(gòu)件變成由斜截面抗剪承載力來控制，從而使構(gòu)件由原先的延性破壞變?yōu)榇嘈云茐?，因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗剪性能也是檢測的重要部分。  
火災(zāi)中，鋼筋混凝土梁的熱響應(yīng)和力學(xué)響應(yīng)強(qiáng)烈地依賴于混凝土和鋼筋的材料性能。構(gòu)件在火災(zāi)下的暴露會對混凝土和鋼筋的強(qiáng)度和剛度以及材料的粘結(jié)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，使構(gòu)件的撓度變形增大。
 
除了撓度外，構(gòu)件在高溫作用下的局部開裂行為對結(jié)構(gòu)整體性的影響也是非常重要的。 由于溫度升高引起材料的物理和化學(xué)變化，溫度梯度會造成內(nèi)應(yīng)力，孔隙水蒸發(fā)會引起高孔隙壓力。
 
此外，在高溫下，混凝土中的骨料會發(fā)生劣化，導(dǎo)致集料顆粒的分解，混凝土很可能出現(xiàn)裂縫，暴露在火災(zāi)中的混凝土梁開裂會造成以下后果：混凝土局部開裂會對鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)行為產(chǎn)生嚴(yán)重影響；混凝土開裂會使鋼筋直接暴露在高溫中，使鋼筋受到嚴(yán)重的損傷。
 
在這些因素的影響下，構(gòu)件的彈性模量和剪切模量會發(fā)生下降，很可能會導(dǎo)致連續(xù)梁發(fā)生斜截面受剪破壞。所以，在對鋼筋混凝土梁的承載力進(jìn)行檢測時(shí)，對其抗剪性能的檢測也十分重要。
 
結(jié)語
中鋼國檢可以對鋼筋混凝土梁進(jìn)行耐火極限、抗剪性能、撓度變形等一系列的檢測，并出具相應(yīng)的檢測報(bào)告，我們擁有獨(dú)立的燃燒實(shí)驗(yàn)室，耐火檢測范圍涵蓋：建筑的墻、柱、預(yù)制梁板、預(yù)制樓板等等。
 
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國目前最廣泛使用的結(jié)構(gòu)類型，其在高溫作用下往往受到不同程度的損傷，降低了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，并發(fā)生過災(zāi)后倒塌的案例。隨著高層建筑和公共建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，建筑物發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性、造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失也日趨嚴(yán)重。當(dāng)鋼筋混凝土梁遇到火災(zāi)時(shí)，其加熱溫度和加熱時(shí)間是不確定的，因此科學(xué)合理地對其進(jìn)行耐火性能的檢測，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果對提高鋼筋混凝土的各種工作性能有很大的意義。