如何解决房屋建筑结构中的防火问题？

【摘要】建筑的防火问题1直是房屋建筑方面的1个重要课题，其防火性能与房屋的结构设计、建筑材料等都有着直接的关系，如果建筑防火问题处理不好，就会对人们的生命财产安全造成巨大的损失。本文对建筑房屋的防火研究现状进行了分析，并对未来的发展方向进行了初步的研究。

【关键词】房屋建筑；防火；耐火性能；现状；发展

房屋建筑的防火问题不是现在才有的，是伴随着建筑行业的兴起构成的，有着悠久的历史，是全社会都比较关注的问题。自古以来建筑防火问题就是建筑设计和施工方面的1个重要问题。1直以来，在建筑防火方面也进行了大量的研究，但是从现状来看，还存在着1些问题和不足，应当尽快得到解决，并就未来的发展方向进行必要的研究。

1 房屋建筑结构防火概述

我国在房屋建筑结构防火方面的研究从时间上看要落后于国际上的1些国家，早在20世纪中期，前苏联率先颁发了建筑结构防火方面的相干标准——耐热钢筋混凝土的设计暂行唆使，虽然是唆使，还不够完善，但是，是世界上最早的相干标准。在此以后，美国在1962年由该国的消防协会颁发了相干标准、瑞典是在1983年颁布、法国是在1984年颁布建筑结构防火方面的设计标准。这些都是针对钢筋混凝土抗火设计方面的标准，是进行防火设计的根据。

2 建筑结构防火设计的方法

就国内外建筑结构防火的设计和研究现状来看，有很多学者进行了大量的实验和研究，所采取的方法其实不统1，实验的内容也各有侧重。就相干研究方法而言，主要有以下4种：

2.1 基于实验的建筑结构构件防火设计的方法

基于实验的建筑结构构件防火设计方法的最主要特点是以实验作为建筑结构设计的根据，在进行结构防火设计时，可根据构件耐火时间要求直接选取相应的防火保护措施。这类方法针对性比较强，操作起来比较简单，比较直观容易被人所接受，利用起来也比较方便，但是，这类方法也有不足的地方。基于实验的构件防火设计方法存在严重缺点，这类缺点源于对以下因素的影响很难加以斟酌：1是建筑结构的荷载散布与大小的影响。由于实际结构构件所受的荷载散布与大小其实不是1成不变的，因此，我们在实验的时候所选用的结构各构件标准受载状体与建筑物实际结构中这些部件的受载状态其实不是完全1致，这就影响了我们对实验结果的使用，我们在使用实验结果的时候，要区分对待，不能照搬照用。2是建筑结构构件的端部束缚状态对实验结果的影响。构件在结构中遭到相邻其他构件的束缚，构件的端部束缚状态不同，构建的承载力及火灾升温所产生的构件温度内力将不同，而这两个方面对构件的耐火极限均有重要影响，实验中很难准确和全面地进行摹拟。

2.2 基于计算的构件防火设计方法

为斟酌荷载的散布与大小及构件的端部束缚状态对构件耐火极限的影响，可按所设计的结构的实际情况进行1系列构件的耐火实验，但这样做1方面目前的实验手段达不到，另外一方面费用非常昂贵,为解决基于实验的构件防火设计方法存在的问题，很多学者展开了大量研究。理论研究以有限元为主，也有的采取经典解析分析方法，基本建立了能斟酌任意荷载情势和端部束缚状态影响的构件防火设计方法。目前这类方法已被世界上很多国家所采取，比如美国、英国和其他欧洲国家。

2.3 基于计算的结构防火设计方法

结构的主要功能是作为整体承受荷载。火灾下结构单个构件的破坏，其实不1定意味着整体结构破坏。1般情况下，结构局部少数构件产生破坏，将引发结构内力重散布，结构仍具有1定继续承受荷载的能力，当结构防火设计以避免整体结构倒塌为目的时，则基于整体结构的承载能力极限状态进行防火设计更加公道。

2.4 斟酌火灾随机性的结构防火设计方法

现代结构设计以几率可靠度为目标，因火灾的产生具有随机性，为实现结构防火的几率可靠度设计，必须斟酌火灾即空气升温的随机性，斟酌火灾随机性的结构防火设计方法尚是有待研究的1个课题，但势必是结构防火设计的发展方向。

3 建筑结构防火设计的发展趋势

随着科技水平的发展，目前耐火设计研究趋势有以下4个方面：

3.1 用过去标准耐火实验研究方法（破坏性实验）掌握了各类构件在火灾温度和重力荷载共同作用下的破坏机理后，建立构件在火灾条件下的分析模型，使用计算机数值摹拟研究更加科学公道，所以研究方法正在由构件的破坏性实验方法向结构分析方法过渡。

3.2 由于单1构件在火灾中产生的温度内力与框架或其它超静定结构产生的温度内力差别甚大，所以研究对象正在由单1构件转向构件组合单元。鉴于这样的实验结果有1定的局限性此，在实验的时候，我们尽可能采取都建组合单元，可以更全面地掌握有关数据，了解更多构件的耐火情况。

3.3 由于钢结构耐火研究展开较早，研究得也较深入，而混凝土结构已被证明一样会在火灾中垮塌，所以研究的结构情势正在由钢结构向钢筋混凝土结构发展。

3.4 由于建筑功能的多变性，主要体现在火灾荷载和透风条件的变化，用标准温度——时间曲线作为所有构件的受火条件，确切很难反应构件在实际火灾中的工作条件，所以受火条件正趋于用按预测计算得到的平均温度——时间曲线代替1成不变的标准升温曲线。

4 房屋建筑结构防火理论研究现状

从目前国内的情况来看，对建筑物结构防火进行研究时，主要是根据1些经验公式进行分析，进行数值分析的时候主要是采取有限差和有限元的方法。

4.1 房屋建筑结构防火研究的经验公式

研究人员通过对建筑结构或构件进行耐火性能实验，取得了大量的相干数据，根据这些数据进行实验结果分析，通过分析研究提出了1些经验公式和半经验公式，主要有以下几个方面：

4.1.1 圆钢管混凝土柱防火分析的经验公式为：