一、影响建筑结构耐火性能的因素
建筑结构
（１）钢结构。
（２）钢筋混凝土结构。
（３）钢－混凝土组合结构。包括型钢混凝土结构和钢管混凝土结构。
荷载比
荷载比为结构所承担的荷载与其极限荷载的比值。
（１）火灾下，结构承受的荷载总体不变，温度升高，材料强度降低，构件的承载能力降低。
（２）当构件的荷载达到极限荷载时，构件即达到了火灾下的承载能力，也就达到了耐火极限状态，开始倒塌破坏，这时的耐火时间为耐火极限。
（３）荷载比越大，构件的耐火极限越小，荷载比是影响结构及构件耐火性能的主要因素之一。
火灾规模
火灾规模包括火灾温度和火灾持续时间。作为构件升温的驱动者，火灾规模对构件温度场有明显的影响。当火灾高温持续时间较长时，构件的升温也较高。
结构及构件温度场
温度越高，材料性能劣化越严重，结构及构件的温度场是影响其耐火性能的主要因素之一。材料的热工性能直接影响构件的升温快慢，从而决定了火灾下结构及构件的温度场分布。
二、结构耐火性能分析的目的及判定标准
耐火极限要求
构件的耐火极限要求应符合《建筑设计防火规范》（ＧＢ５００１６－２０１４）及其他相关国家标准的要求。
构件抗火极限状态设计要求
火灾发生的概率很小，是一种偶然荷载工况。因此，火灾下结构的验算标准可放宽。火灾下只进行整体结构或构件的承载能力极限状态的验算，不需要正常使用极限状态的验算。构件的承载能力极限状态包括以下几种情况：①构件整体丧失稳定；②轴心受力构件截面屈服；③构件达到不适于继续承载的变形；④受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构。
三、计算分析模型
（１）采取整体结构的计算模型。
（２）采取子结构的计算模型。
（３）采取单一构件计算模型。
四、建筑结构耐火性能分析的内容和步骤
结构温度场分析
确定建筑火灾温度场需要火灾模型。确定火灾模型之后，即可对建筑结构及构件进行传热分析，确定火灾作用下建筑结构及构件的温度。进行传热分析，需要已知建筑材料的热工性能。在进行构件温度场分布的分析时涉及到的材料热工性能有３项，即导热系数、质量热容和质量密度，其他的参数可以由这３项推导出。
材料的高温性能分析
１．混凝土
（１）高温下，普通混凝土的初始弹性模量应按下式计算：
（２）高温下，混凝土的抗压强度可按下式计算：
２．钢材
在高温下，普通钢材的弹性模量可按下式计算：
火灾极限状态下荷载效应组
结构构件抗火验算基本规定
１．耐火极限要求构件的耐火极限要求与《建筑设计防火规范》（ＧＢ５００１６－２０１４）及其他国家标准的要求一致。
２．构件抗火极限状态设计要求
（１）当满足下列条件之一时，应视为钢结构构件达到抗火承载能力极限状态：①构件整体丧失稳定；②轴心受力构件截面屈服；③受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构；④构件达到不适于继续承载的变形。
（２）钢构件抗火设计应满足下列要求之一：①在规定的结构耐火极限时间内，结构或构件的承载力Ｒｄ不应小于各种作用所产生的组合效应Ｓｍ，即Ｒｄ≥Ｓｍ②在各种荷载效应组合下，结构或构件的耐火时间ｔｄ不应小于规定的结构或构件的耐火极限ｔｍ，即ｔｄ≥ｔｍ③结构或构件的临界温度Ｔｄ不应低于在耐火极限时间内结构或构件的最高温度Ｔｍ，即Ｔｄ≥Ｔｍ
３．构件抗火验算步骤
（１）采用承载力法进行单层和多高层建筑钢结构抗火验算时，其验算步骤为：①设定防火被覆厚度。②计算构件在要求的耐火极限下的内部温度。③计算结构构件在外荷载作用下的内力。④进行荷载效应组合。⑤根据构件和受载的类型，进行构件抗火承载力极限状态验算。⑥当设定的防火被覆厚度不合适时（过小或过大），可调整防火被覆厚度，重复上述①～⑤步骤。
（２）采用承载力法进行单层和多高层混凝土结构各构件抗火验算时，其验算步骤为：①计算构件在要求的耐火极限下的内部温度。②计算结构构件在外荷载作用下的内力。③进行荷载效应组合。④根据构件和受载的类型，进行构件抗火承载力极限状态验算。⑤当设定的截面大小及保护层厚度不合适时（过小或过大），可调整截面大小及保护层厚度，重复上述①～④步骤。
４．钢结构构件抗火验算高温下，轴心受拉钢构件或轴心受压钢构件的强度应按下式验算：
高温下，单轴受弯钢构件的强度应按下式验算：
５．钢筋混凝土构件抗火验算目前，尚没有国家标准提出钢筋混凝土构件的抗火验算方法，钢筋混凝土构件的抗火验算一般依据通用的非线性有限元方法进行计算。
６．整体结构抗火验算
（１）整体结构抗火极限状态，整体结构的承载能力极限状态为：①结构产生足够的塑性铰形成可变机构。②结构整体丧失稳定。对于一般的建筑结构，可只验算构件的承载能力，对于重要的建筑结构还要进行整体结构的承载能力验算。
（２）整体结构抗火验算原理。整体结构耐火性能计算的一般步骤为：①确定材料热工性能及高温下材料的本构关系和热膨胀系数。②确定火灾升温曲线及火灾场景。③建立建筑结构传热分析和结构分析有限元模型。④进行结构传热分析。⑤将按照火灾极限状态的组合荷载施加到结构分析有限元模型，进行结构力学性能非线性分析。⑥确定建筑结构整体的火灾安全性。⑦按照上节要求进行构件的验算。
（３）钢结构及钢筋混凝土结构整体结构抗火验算的具体步骤如下：对单层和多高层建筑钢结构整体抗火验算时，其验算步骤为：①设定结构所有构件一定的防火被覆厚度。②确定一定的火灾场景。③进行火灾温度场分析及结构构件内部温度分析。④荷载作用下，分析结构整体和构件是否满足结构耐火极限状态的要求。⑤当设定的结构防火被覆厚度不合适时（过小或过大），调整防火被覆厚度，重复上述①～④步骤。对单层和多高层钢筋混凝土结构整体抗火验算时，可采用如下步骤：①确定一定的火灾场景。②进行火灾温度场分析及结构构件内部温度分析。③荷载作用下，分析结构整体和构件是否满足结构耐火极限状态的要求。④当整体结构和构件承载力不满足要求时，调整截面大小及其配筋，重复上述①～③步骤。
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