6.3 力学响应

6.3.1 概述
    构件内部的温升曲线作为输入数据可用于评估建筑结构和构件的力学响应。
    力学响应可以衡量火灾中建筑构件挠度、刚度和稳定性的变化情况，也可以衡量因材料收缩或膨胀、散裂、分层等造成构件出现开口裂缝的变化情况。
    评估结构失效和火灾蔓延，需要预测火灾中建筑构件的力学响应，评估火灾中建筑物所能承受的应力损坏程度。
    结合力学响应性能判据，可对建筑构件的力学响应进行评估。力学响应性能判据见第8章。
6.3.2 输入和输出
6.3.2.1 输入信息包括：
    ——建筑物的参数（建筑构件的力学性能、建筑构件所承受的结构荷载）；
    ——建筑物的状况（建筑构件内部和表面的动态温度分布）；
    ——压力/流速（压力分布对结构性能的影响）。
6.3.2.2 输出信息为建筑物的状况（建筑构件的完整性和稳定性）。
    注：该输出结果亦可用作输入数据，评估结构失效和火灾蔓延。
6.3.3 建筑构件力学响应的模拟
    在消防安全工程方法中，模拟单个构件或结构整体在受火条件下的力学响应需要了解构件内部的温度分布，对此可按照6.2规定的步骤计算得出；对于接受GB/T 9978.1标准温升曲线测试的构件，也可直接由标准温升曲线计算得出构件内部的温度分布。
    将温度升高时材料的力学性能（如弹性模量、屈服强度）和传统的结构分析结合起来，可对建筑构件的结构响应进行评估，尤其是对构件的热膨胀、变形或承载能力进行评估。
    在消防安全工程计算中，一般根据建筑构件在标准耐火试验中的性能表现判断其在受火条件下的完整性。
6.3.4 连续性和约束的影响
    构件受火时的力学响应受到来自周围结构构件的连续性和约束的影响。
    结构的连续性使应力在火灾条件下得到重新分配，单个构件的抗火性能得到提高，有利于保持结构稳定性。约束通常会减小位移量，但被完全约束的受热构件因热膨胀受限而产生巨大的内部应力，可造成结构失效。
    约束对火灾中柱的性能产生两方面的影响。首先，受限的自由热膨胀会使柱的内部产生压应力，抵消温度上升引起的柱的强度和刚度下降。其次，当柱的承载能力受到应变能力的限制时，受约束柱的失效方式可从突然间的弯曲垮塌转换为一种渐进式的形变。
    由于构件外表的热膨胀会受到来自温度较低的中心部位的限制，受火构件在整个厚度方向上的热梯度会产生内应力，应力的大小取决于受热材料的热物性。对于混凝土构件，局部的表面应力过大会导致构件表面出现爆裂脱落。
6.3.5 结构失效
    在判定是否会发生结构失效前，应按6.3.3的规定，对建筑物的结构和构件在受火条件下的力学响应进行评估。结合建筑构件的力学响应和性能判据可判断是否会发生结构失效。结构失效性能判据的建立见第8章。