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第1章 火安全工程1

1.1简介1

1.2控制火灾的发生3

1.2.1控制起火的因素3

1.2.2控制火灾的发展3

1.2.3火灾安全管理4

1.3人员疏散5

1.4火灾探测与灭火6

1.4.1火灾探测6

1.4.2烟气控制7

1.4.3灭火措施7

1.5防火分区8

1.6防止火灾在建筑之间蔓延9

1.7防止结构的倒塌9

1.8性能化设计11

1.9小结14

第2章 消防规范15

2.1规范体系15

2.2消防相关的规定与要求17

2.2.1预警与疏散17

2.2.2阻止火灾在建筑内部蔓延18

2.2.3阻止火灾在建筑之间蔓延22

2.2.4消防设施与消防通道23

2.3结构抗火性能的相关法规与要求23

2.3.1单、多层建筑耐火要求23

2.3.2高层建筑耐火要求27

2.4耐火极限与标准耐火试验27

2.4.1标准耐火试验27

2.4.2破坏准则29

2.4.3校验方式30

2.5小结31

第3章 结构抗火设计原则32

3.1简介32

3.2常温下的极限状态设计33

3.3火灾极限状态34

3.3.1国内规范对火灾极限状态的规定34

3.3.2欧洲规范对火灾极限状态的规定35

3.4结构抗火性能的校核方法36

3.5小结38

第4章 燃烧特性与火场模拟40

4.1简介40

4.2燃烧过程40

4.3火荷载密度43

4.4设计火荷载45

4.5热释放率46

4.6单区模型50

4.6.1计算原理50

4.6.2瑞典曲线模型51

4.6.3欧洲规范模型52

4.7局部火模型55

4.8室外火模型57

4.8.1标准室外火模型57

4.8.2简化算法57

4.9小结62

第5章 高温下的材料特性63

5.1常见材料的物理属性63

5.1.1钢材63

5.1.2普通混凝土65

5.1.3常见防火保护材料67

5.2钢材高温下的力学特性67

5.2.1普通钢材的瞬态加载试验68

5.2.2普通钢材的稳态加载试验69

5.2.3钢材的高温应力-应变模型71

5.2.4钢筋的高温设计强度73

5.2.5螺栓的高温试验性能74

5.2.6螺栓与焊缝的高温设计强度76

5.3混凝土高温下的力学特性77

5.3.1混凝土的高温属性77

5.3.2混凝土的高温本构模型78

5.4小结81

第6章 钢结构的抗火设计82

6.1结构抗火设计的目标和方法82

6.2欧洲规范常温设计方法简介84

6.3 BS5950：Part 886

6.3.1材料强度87

6.3.2荷载率88

6.3.3临界温度88

6.4 EC3：Part 1.290

6.4.1无防火保护的钢材的升温90

6.4.2有防火保护的钢材的升温97

6.4.3钢构件的承载力验算法100

6.4.4临界温度验算法105

6.5 CECS：2006112

6.5.1钢构件升温的计算113

6.5.2基于承载力验算法114

6.5.3基于临界温度验算法116

6.6钢结构的防火保护122

6.6.1外包混凝土或砌筑砌体122

6.6.2防火板包裹124

6.6.3喷涂型防火涂料124

6.6.4膨胀型防火涂料124

6.7外部钢构件的升温125

6.7.1构件在火焰之外126

6.7.2构件在火焰之内127

6.7.3视角系数128

6.8小结132

第7章 混凝土结构和组合结构抗火设计133

7.1混凝土结构设计体系和目标133

7.2混凝土构件的升温计算134

7.2.1 EC2 ： Part 1.2查表法134

7.2.2经验公式法136

7.2.3温度分析的高级计算方法138

7.3钢筋混凝土构件的抗火验算143

7.3.1 500℃等温线法143

7.3.2分区法145

7.3.3钢筋混凝土受弯构件148

7.3.4钢筋混凝土受压构件154

7.3.5钢筋混凝土受拉构件156

7.3.6钢筋混凝土墙157

7.3.7钢筋混凝土楼板158

7.3.8爆裂及其对混凝土结构的影响158

7.4组合结构的抗火性能160

7.4.1带压型钢板的组合楼板160

7.4.2组合梁166

7.4.3轴压构件的屈曲承载力169

7.4.4型钢混凝土组合柱170

7.4.5钢管混凝土柱173

7.5小结179

第8章 结构在火灾下的真实行为180

8.1 Cardington系列钢框架结构火灾试验180

8.1.1试验1：约束梁182

8.1.2试验2：平面框架183

8.1.3试验3：角部防火区间Ⅰ184

8.1.4试验4：角部防火区间Ⅱ185

8.1.5试验5大型防火区间187

8.1.6试验6：办公室火灾展示试验188

8.1.7试验7：边跨防火区间190

8.1.8试验现象总结192

8.2混凝土结构的真实火灾实验193

8.3带约束的梁柱构件的行为197

8.3.1带约束边界的钢梁197

8.3.2带约束钢柱的行为200

8.4楼板的薄膜效应202

8.4.1薄膜效应的概念202

8.4.2楼板的薄膜效应的简化模型203

8.4.3板的破坏极限状态210

8.4.4设计规范214

8.5结构在火灾中的连续性倒塌219

8.6小结223

第9章 设计实例224

9.1简介224

9.1.1实例建筑描述224

9.1.2火灾安全工程方法224

9.1.3设计要求225

9.2设计原则225

9.2.1行为准则225

9.2.2构件性能指标226

9.3设计火模型227

9.3.1第一种设计火模型：BS476标准火模型227

9.3.2第二种设计火模型：低通风率参数火模型227

9.3.3第三种设计火模型：中等通风率参数火模型229

9.3.4第四种设计火模型：高通风率参数火模型229

9.4构件温度229

9.4.1有防火保护的钢构件229

9.4.2无防火保护的钢构件229

9.4.3楼板和钢筋229

9.5初步评估231

9.5.1计算方法231

9.5.2实例的初步分析232

9.6三维结构框架的分析236

9.6.1材料和构件的特性236

9.6.2边界条件237

9.6.3荷载条件238

9.6.4分析计算结果240

9.6.5节点力242

9.7小结244

附录245

参考文献258