消防工程師教學(xué)

(一)被動防火系統(tǒng)

1.結(jié)構(gòu)耐火

建筑結(jié)構(gòu)是由若干基本構(gòu)件通過一定連接方式構(gòu)成的整體。在建筑結(jié)構(gòu)中，所有能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的因素統(tǒng)稱為作用。除了直接以力的形式出現(xiàn)的作用會在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力和變形外，其他作用，如溫度的變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等也可在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力和變形。直接以力的形式出現(xiàn)的作用稱為直接作用，即荷載。其他作用則稱為間接作用。一般，設(shè)計合理的建筑結(jié)構(gòu)能安全可靠地承受并傳遞各種荷載和間接作用。

但是，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不能僅考慮正常使用狀態(tài)下建筑結(jié)構(gòu)的荷載和間接作用，而同時應(yīng)充分考慮非正常狀態(tài)的作用效應(yīng)組合，如火災(zāi)情況。這是因為火災(zāi)產(chǎn)生的高溫會對建筑構(gòu)件帶來極大的破壞作用。下面以我國常用的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料鋼筋混凝土為例進(jìn)行說明。在高溫作用下，混凝土中各種水分迅速汽化，體積明顯膨脹，其強(qiáng)度和彈性模量隨溫度升高而降低。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋雖有混凝土保護(hù)，但在高溫下其強(qiáng)度仍然有所降低，以致在初應(yīng)力下屈服而引起截面破壞。構(gòu)件破壞的程度取決于溫度升高的速率、最高溫度和火災(zāi)作用持續(xù)的時間：當(dāng)溫度低于500℃時，澆水冷卻的混凝土強(qiáng)度低于自然冷卻后的強(qiáng)度;而高于600℃時，澆水冷卻后的強(qiáng)度高于自然冷卻后的強(qiáng)度;在1400℃時，鋼筋進(jìn)入液態(tài)，失去了抵抗荷載的能力。并且在火災(zāi)時，鋼筋與混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度也隨溫度升高而呈下降趨勢。對于鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)而言，構(gòu)件的熱膨脹會使相鄰構(gòu)件產(chǎn)生過大位移，從而危及相鄰構(gòu)件穩(wěn)定性和承載力。

因此，建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計在建筑防火設(shè)計中的作用舉足輕重。從各國的規(guī)范來看，其具體規(guī)定內(nèi)容雖然不同，但其消防安全總目標(biāo)卻大同小異，其中最重要的就是保護(hù)人的生命和財產(chǎn)安全。就保護(hù)人的生命安全而言，結(jié)構(gòu)防火在所有建筑類型中都是重要的。這是因為：

1)良好的結(jié)構(gòu)耐火性能能為人員的安全疏散提供寶貴的疏散時間，特別是在高層和大空間建筑中以及有行動受限人員的建筑內(nèi)，如醫(yī)院、老年人建筑、幼兒園等;

2)為消防隊員在建筑內(nèi)所有人員撤出后進(jìn)入建筑內(nèi)實施滅火提供生命安全保證。