浦安全1005班31号赵超 建筑结构防火课设

建筑结构与防火工程课程设计设计题目现浇混凝土楼盖的耐火设计学院南京工业大学浦江学院专业安全工程姓名赵超班级浦安全1005学号P1905100531指导教师王华指导教师评语及成绩：指导教师：2013年07 月03日钢筋混凝土楼盖的耐火设计摘要本次课程设计主要对具有钢筋混凝土结构房间进行灾后加固、修复，从而提高其构件的耐火等级。

因此，主要根据几种常用的加固方法，对房间的柱子、梁和楼板进行了加固，使其能达到使用需求，尽量恢复到火灾之前的状况，并且对其承载力进行了考虑，尽量让房间能够达到要求，其次在使用的材料方面尽量选用比较常见和经济的材料，对设计的可行性和优化性进行了设计。

关键词：钢筋混凝土柱梁楼板加固承载力Design of reinforced concrete floor fireABSTRACTThis course is designed primarily for rooms with reinforced concrete structures for disaster reinforcement, repair, thereby enhancing its member fire rating. Therefore, mainly based on several commonly used method for reinforcing the room pillars, beams and slabs were reinforced so that it can meet the requirements, try to return to the situation before the fire, and the carrying capacity of its consideration, as far as possible room to meet the requirements, followed by the selection of the materials used as far as possible the more common and inexpensive materials, the feasibility of the design and optimization has been designed.Key words: Reinforced concrete; Columns; Girder; Floor; Reinforcement; Capacity目录摘要 (I)ABSTRACT ....................................................................................................................................................... I I 第一章钢筋混凝土 (1)1.1 钢筋混凝土概述 (1)1.2 钢筋混凝土的工作原理 (1)1.3 钢筋混凝土特点 (1)1.4 钢筋混凝土适用范围 (1)第二章火灾中火对钢筋混凝土的影响 (2)2.1 火灾中火对钢筋混凝土的影响 (2)2.2 火场温度对钢筋混凝土构件板的影响 (2)2.3 火灾中火对梁的影响 (2)2.4 火灾中火对钢筋混凝土柱子的影响 (3)2.5 钢筋混凝土结构加固的必要性 (3)第三章火灾损伤钢筋混凝土结构的加固补强 (4)3.1 修复与加固原则和范围 (4)3.2 按结构受损等级进行修复 (4)3.3 柱子的加固 (4)3.4 梁的加固 (5)3.5 楼板加固 (5)3.6 桁架的加固 (5)第四章现浇混凝土楼盖耐火设计 (6)4.1 工程概况 (6)4.2 已知条件 (6)4.3 材料及相关参数 (7)4.4 次梁的加固计算 (7)参考文献 (13)致谢 (14)第一章钢筋混凝土1.1 钢筋混凝土概述钢筋混凝土（英文：Reinforced Concrete或Ferroconcrete或简写为rc），工程上常被简称为钢筋砼（tóng），被广泛应用于建筑结构中。

浇筑混凝土之前，先进行绑筋支模，也就是用铁丝将钢筋固定成想要的结构形状，然后用模板覆盖在钢筋骨架外面。

最后将混凝土浇筑进去，经养护达到强度标准后拆模，所得即是钢筋砼。

1.2 钢筋混凝土的工作原理钢筋混凝土构件由钢筋和混凝土组成。

从原材料的力学性能而言，钢筋有较强的抗拉、抗压强度，但混凝土只有较高的抗压强度，抗拉强度却很低。

然而两者的弹性模量比较接近，还有较好的化学胶合力、机械咬合力和销栓力，这样既发挥了各自的受力性能，又能很好地协调工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载。

在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，一般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。

1.3 钢筋混凝土特点优点：1、就地取材。

2、耐久性、耐火性好（与钢结构比较）。

3、整体性好。

4、可模性好。

5、比钢结构节约钢材。

缺点：1、自重大。

2、混凝土抗拉强度较低，易裂。

3、费工、费模板周期长。

4、施工受季节影响。

5、补强修复困难1.4 钢筋混凝土适用范围在我还没学习这门课之前并不知道钢筋混凝土的应用范围是如此的广泛。

通过老师的讲解和自己查阅的资料了解到为了适应大规模基建任务的需要，建成了大量钢筋混凝土结构的建筑。

各种工厂房屋、仓库、公用建筑、水池、水塔、桥梁、沉箱基础、挡土墙、轨枕、隧道衬彻，电杆等均可用钢筋混凝土建造。

居住房屋中的楼板和屋盖也多用钢筋混凝土结构。

并且在原子能工程、海洋工程和机械制造业的一些特殊场合，如反应堆压力容器、海洋平台、巨型运油船、大吨位水压机机架等，均得到十分有效的应用，解决了钢结构所难于解决的技术问题第二章火灾中火对钢筋混凝土的影响2.1 火灾中火对钢筋混凝土的影响火对钢筋混凝土的影响和损伤可以分为两种类型，一种是单个构件受到火的直接灼烧，产生损伤;如构件表面混凝土爆裂脱落和烧伤层产生细微裂缝;另一种是梁柱组成的整体结构由于升温不同，产生很大的结构温度应力而引起构件的损伤，例如：许多钢筋混凝土构件受到火灾后，表面粉刷层基本剥落，梁和柱混凝土表面产生大面积龟裂，局部混凝土爆落和主筋外露，混凝土表面呈现红色、灰色、黄色均有，预应力圆孔板的混凝土保护层剥落露筋，钢筋失去性能等现象发生，这些现象都明显地表明了火灾现场温度，是火灾原因调查分析的依据。

2.2 火场温度对钢筋混凝土构件板的影响温度对钢筋混凝土构件板的影响，按板的损坏或大致的温度范围可以分为三种情况。

1、混凝土表面颜色变化不大，粉刷层完好或基本完好（粉刷层熏黑）或者粉刷层部分脱落，混凝土表面熏黑，此时混凝土表面温度大致在300℃以下。

2、钢筋混凝土粉刷层基本剥落，混凝土表面颜色为浅红或红灰，无横向裂逢或纵向裂逢，此时混凝土表面温度大致在300-500℃范围。

3、钢筋混凝土粉刷层全部剥落，混凝土表面颜色灰黄或浅黄，有纵横裂缝，自重下板的挠度明显大于L/400（L为板的净跨长度）,或者混凝土保护层爆落露筋，混凝土表面温度在500-600℃以上。

为了进一步确定板的刚度和强度，根据有关资料对一些火灾后板的试验分析表明：不大的温差对板的刚度有非常明显的影响，板的刚度（即混凝土弹性模量）随着温度的升高而急剧下降，比强度的下降大得多。

这一特性是因为板的厚度通常较小，升温较快（火灾升温速度大约在150℃/h）,加上板的截面惯性矩小，往往使得标准荷载下的变形超出允许值而受到更大的破坏。

2.3 火灾中火对梁的影响火灾中火对梁的破坏影响可以分为两种：一种是直接灼烧危害，另一种是梁结构性能受到破坏。

1、火对梁的直接灼烧。

一般梁的截面积较大，火的直接灼烧使得钢筋混凝土梁在表面一定厚度内达到较高温度，梁的强度受到一定损失，而梁截面内部升温慢，温度低，在降温过程中，温度高的混凝土的收缩量大，导致梁表面大面积龟裂（梁的龟裂比板严重得多），其灼烧深度即灼烧厚度与火场温度的大小有关，梁混凝土弹性模量的下降，温度对梁的变形的影响比板小。

因此，火灼烧对主梁的主要影响是烧伤层强度和耐火性的变化；2、梁结构性的破坏，在火灾发生时，由于板和梁升温不同，产生温度应力，梁受到拉力造成现浇梁的上部出现分布垂直裂逢。

混凝土构件的连接处被拉裂破坏了承重体系的整体性，降低了整体结构的安全性，也不同程度地影响了梁端局部承压能力和端部钢筋锚固，导致梁承压破坏。

2.4 火灾中火对钢筋混凝土柱子的影响火对柱的影响与梁的影响相似，大致有两种情况，直接灼烧和结构性破坏。

1、火对柱的直接灼烧，情况与梁相似，柱子表面有大量龟裂逢，柱子的受力为轴向受压和小偏心受压，由于柱子混凝土弹性模量受火后下降，将使柱子内纵向钢筋压力有一定的增加，可以说在火灾中火对柱子的整体受压能力影响不很大，但是火对柱子表面烧伤导致柱子保护层脱落，降低了柱子的有效截面积。

2、火对柱子结构性的破坏，由于火场中温度对钢筋混凝土构件产生温度应力，温度应力作用使梁受拉，使得部分柱子被拉裂，柱子局部承压力降低，又由于梁拉裂后继续产生膨胀位移，使得柱子产生偏移，降低了柱子的承截能力。

2.5 钢筋混凝土结构加固的必要性在当前的建筑形式下，钢混结构被普遍使用，但在其试用期间随着时间的流逝，会因劣化、损伤造成使用功能下降，或因技术条件的的限制，以及使用功能的改变等条件使工程无法正常使用。

如果能够科学的分析这种劣化、损伤的的规律和程度，及时采取有效的处理措施，就可以延缓结构的损伤过程，达到延长结构使用寿命的目的。

建筑物的坍塌是建筑火灾的次生灾害之一，由于火灾的作用，建筑材料的性能迅速劣化，建筑物的完整性遭到破坏，建筑构件承载力下降，造成建筑结构的整体或局部坍塌。

在火灾中，建筑物的倒塌主要是由于承重构件遭到破坏而引起的。

不同的建筑构件均具有自身的燃烧性能和耐火极限，随着建筑材料和构建在高温下的性能劣化，整个建筑结构必然受到一定的影响。

为了减少火灾的产生和火灾蔓延的速度，加强建筑结构的耐火性能，建筑结构的耐用性，防止建筑物坍塌，关系到人们的人身安全和财产安全，所以对建筑构件加固尤为重要。

因此，这就向我们提出了钢混结构加固的必要性。

（钢构件没有经过任何防火保护处理的钢构件的耐火极限只有0.25小时左右,在火灾高温的作用下,钢构件的强度迅速消失,当强度下降到一定程度时表现为瞬间倒塌）第三章火灾损伤钢筋混凝土结构的加固补强3.1 修复与加固原则和范围钢筋混凝土结构的修复方法很多，应根据各种结构的特点及火灾操作程度，因地制宜地提出不同的修复方法。