火灾后钢筋混凝土板力学性能评估方法

李玉梅; 王广勇; 戴林

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20220815002

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火灾后钢筋混凝土板力学性能评估方法

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 火灾后钢筋混凝土板力学性能评估方法
- Post‑Fire Mechanical Performance Evaluation Method of Reinforced Concrete Slabs
- 防灾减灾工程学报 2024年44卷第2期页码：389-395
- 作者机构：
  
  1.山东青年政治学院,山东济南 250103
  2.烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005
  3.济南市建设工程勘察设计质量监督站, 山东济南 250000
- 作者简介：
  
  李玉梅(1979―)，女，副教授，硕士。主要从事结构防灾技术方面的研究。E‑mail: lym3306@163.com
  王广勇(1971―)，男，教授，博士。主要从事结构防灾技术方面的研究。E‑mail: wanggy0609@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(51778595);山东省自然科学基金项目(ZR2023ME126);烟台大学博士启动基金项目(TM20B73)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20220815002
  中图分类号： TU375.2
- 收稿：2022-08-15，
  
  修回：2022-12-10，
  
  纸质出版：2024-04-25
- 稿件说明：
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李玉梅,王广勇,戴林.火灾后钢筋混凝土板力学性能评估方法[J].防灾减灾工程学报,2024,44(02):389-395.

LI Yumei,WANG Guangyong,DAI Lin.Post‑Fire Mechanical Performance Evaluation Method of Reinforced Concrete Slabs[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(02):389-395.
李玉梅,王广勇,戴林.火灾后钢筋混凝土板力学性能评估方法[J].防灾减灾工程学报,2024,44(02):389-395. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20220815002.

LI Yumei,WANG Guangyong,DAI Lin.Post‑Fire Mechanical Performance Evaluation Method of Reinforced Concrete Slabs[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(02):389-395. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20220815002.

摘要

钢筋混凝土楼板是火灾中最容易破坏的结构构件，需要对其火灾后的承载能力进行评估并加固。考虑升温阶段、降温阶段及火灾后阶段材料本构关系的不同，考虑高温下混凝土保护层的爆裂对温度场及力学性能的影响，提出了火灾后钢筋混凝土楼板力学性能分析的有限元计算模型。同时，针对典型的钢筋混凝土板加固方法，在前述有限元模型的基础上建立了火灾后加固的钢筋混凝土板有限元计算模型，利用该模型对典型的火灾后加固钢筋混凝土板的承载能力进行了计算分析。模型中采用单元生死技术实现了混凝土高温下的爆裂及火灾后加固的数值模拟，模型可用于火灾后及加固后钢筋混凝土板力学性能的评估。分析表明，经历火灾后，钢筋混凝土板的承载能力降低幅度较大，板存在明显残余挠度。加固后，钢筋混凝土板的承载能力得到较大程度的恢复。

Abstract

Reinforced concrete (RC) slabs are among the most vulnerable structural components to damage in fires

necessitating the post-fire evaluation of their load-bearing capacity and subsequent reinforcement. A finite element model for analyzing the post-fire mechanical performance of RC slabs was proposed. In this model

the variations in material constitutive relations during heating

cooling

and post-fire stages were considered. The impact of concrete protective layer spalling on temperature distribution and mechanical properties of the slabs under high temperatures was also taken into consideration. Building on this model

another finite element model for evaluating the load-bearing performance of RC slabs reinforced after fire exposure was also proposed. Both models employed element birth-death technology to simulate concrete spalling under high temperatures and post-fire reinforcement. The models could be used to evaluate the post-fire mechanical performance of reinforced RC slabs. The analysis revealed significant reductions in the post-fire load-bearing capacity of RC slabs

with noticeable residual deflection; however

reinforcement was able to substantially restore this capacity.

关键词

Keywords

references

李引擎，王广勇，李磊，等 . 高层建筑结构火灾后性能评估方法及其在央视 TVCC中的应用研究［J］. 建筑科学， 2014 ， 30 （ 11 ）： 65 ‑ 70 .

Li Y Q ， Wang G Y ， Li L ， et al . Post‑fire performance evaluation method of high‑rise buildings and its applications in TVCC ［J］. Building Science ， 2014 ， 30 （ 11 ）： 65 ‑ 70 . （in Chinese）

王勇，董毓利，彭普维，等 . 整体结构中钢筋混凝土双向板火灾试验研究［J］. 建筑结构学报， 2013 ， 34 （ 8 ）： 1 ‑ 11 .

Wang Y ， Dong Y L ， Peng P W ， et al . Fire test on floor of full‑scale steel‑framed structure ［J］. Journal of Building Structures ， 2013 ， 34 （ 8 ）： 1 ‑ 11 . （in Chinese）

杨志年，董毓利，吕俊利，等 . 整体结构中钢筋混凝土双向板火灾试验研究［J］. 建筑结构学报， 2012 ， 33 （ 9 ）： 96 ‑ 103 .

Yang Z N ， Dong Y L ， Lyu J L ， et al . Experimental study of two‑way reinforced concrete slab subjected to fire in a whole structure ［J］. Journal of Building Structures . 2012 ， 33 （ 9 ）： 96 ‑ 103 . （in Chinese）

王勇，王腾焱，袁广林，等 . 基于不同混凝土本构模型的混凝土双向板火灾行为分析［J］. 工程力学， 2016 ， 33 （ 11 ）： 208 ‑ 219 .

Wang Y ， Wang T Y ， Yuan G L ， et al . Analysis of fire behavior of two‑way concrete slabs based on different constitutive models ［J］. Engineering Mechanics ， 2016 ， 33 （ 11 ）： 208 ‑ 219 . （in Chinese）

董毓利，房圆圆 . 火灾作用下混凝土双向简支板的挠度计算［J］. 建筑结构学报， 2018 ， 39 （ 5 ）： 63 ‑ 68 .

Dong Y L ， Fang Y Y . Determination of deflection of two‑way simply supported reinforced concrete slabs in fire ［J］. Journal of Building Structures . 2018 ， 39 （ 5 ）： 63 ‑ 68 . （in Chinese）

吴波 . 火灾后钢筋混凝土结构的力学性能［M］. 北京：科学出版社， 2003 .

Wu B . Post‑fire mechanical behaviour of reinforced concrete structures ［M］. Beijing ： Science Press ， 2003 . （in Chinese）

Song T Y ， Han L H ， Brian U . Performance of CFST column to steel beam joints subjected to simulated fire including the cooling phase ［J］. Journal of Constructional Steel Research ， 2010 ， 66 （ 4 ）： 591 ‑ 604 .

Song T Y ， Han Li H . Post‑fire behavior of concrete‑filled steel tubular column to axially and rotationally restrained steel beam joint ［J］. Fire Safety Journal ， 2014 ， 69 ： 147 ‑ 163 .

Kodur V ， Raut N K ， Mao X Y ， et al . Simplified approach for evaluating residual strength of fire‑exposed reinforced concrete columns ［J］. Materials and Structures ， 2013 ， 46 （ 2 ）： 2059 ‑ 2075 .

王勇，姜亚强，张亚军，等 . 混凝土连续板火灾后力学性能试验及理论分析［J］. 土木工程学报， 2021 ， 54 （ 3 ）： 41 ‑ 57 .

Wang Y ， Jiang Y Q ， Zhang Y J ， et al . Experimental research and theoretical analysis on the post‑fire mechanical performance of the continuous concrete slabs ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2021 ， 54 （ 3 ）： 41 ‑ 57 . （in Chinese）

王广勇，张东明，郑蝉蝉，等 . 考虑受火全过程的高温作用后型钢混凝土柱力学性能研究及有限元分析［J］. 建筑结构学报 . 2016 ， 37 （ 3 ）： 44 ‑ 50 .

Wang G Y ， Zhang D M ， Zheng C C ， et al . Post fire performance of steel reinforced concrete columns subjected to fire including cooling phase ［J］. Journal of Building Structures . 2016 ， 37 （ 3 ）： 44 ‑ 50 . （in Chinese）

Lie T T ， Irwin R J . Method to calculate the fire resistance of reinforced concrete columns with rectangular cross section ［J］. ACI Structure Journal ， 1993 ， 90 （ 1 ）： 52 ‑ 56 .

韩林海 . 钢管混凝土结构‑‑理论与实践（第二版）［M］. 北京：科学出版社， 2007 ： 544 ‑ 548 .

Han L H . Concrete filled steel tube structures‑Theory and practice （2nd Edition）［M］. Beijing ： Science Press ， 2007 ： 544 ‑ 548 . （in Chinese）

Tao Z ， Wang X Q ， Brian U . Stress‑strain curves of structural and reinforcing steels after exposure to elevated temperatures ［J］. Journal of Materials in Civil Engineer， ASCE ， 2013 ， 25 （ 9 ）： 1306 ‑ 1316 .

陆洲导，朱伯龙，谭玮 . 钢筋混凝土梁在火灾后加固修复研究［C］∥ 土木工程防灾国家重点试验室论文集，上海：同济大学出版社， 1993 ： 152 ‑ 162 .

Lu Z D ， Zhu B L ， Tan W . Study on the retrofit of reinforced concrete beam after fire ［C］∥ Proceedings of State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering ， Shanghai ： Tongji University Press ， 1993 ： 152 ‑ 162 . （in Chinese）

Barnett C R . BFD curve： a new empirical model for fire compartment temperatures ［J］. Fire Safety Journal ， 2002 ， 37 ： 437 ‑ 463 .

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