建筑结构性能化设计目标、功能目标和性能目标

建筑结构是由若干基本构件通过一定连接方式构成的整体。在建筑结构中，所有能使结构产生内力和变形的因素统称为作用。除了直接以力的形式出现的作用会在结构中产生内力和变形外，其他作用，如温度的变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降等也可在结构中产生内力和变形。直接以力的形式出现的作用称为直接作用，即荷载。其他作用则称为间接作用。一般，设计合理的建筑结构能安全可靠地承受并传递各种荷载和间接作用。

但是，在进行建筑结构设计时，不能仅考虑正常使用状态下建筑结构的荷载和间接作用，而同时应充分考虑非正常状态的作用效应组合，如火灾情况。这是因为火灾产生的高温会对建筑构件带来极大的破坏作用。下面以我国常用的建筑结构构件材料钢筋混凝土为例进行说明。在高温作用下，混凝土中各种水分迅速汽化，体积明显膨胀，其强度和弹性模量随温度升高而降低。

钢筋混凝土结构中的钢筋虽有混凝土保护，但在高温下其强度仍然有所降低，以致在初应力下屈服而引起截面破坏。构件破坏的程度取决于温度升高的速率、最高温度和火灾作用持续的时间：当温度低于500℃时，浇水冷却的混凝土强度低于自然冷却后的强度;而高于600℃时，浇水冷却后的强度高于自然冷却后的强度;在1400℃时，钢筋进入液态，失去了抵抗荷载的能力。

并且在火灾时，钢筋与混凝土间的粘结强度也随温度升高而呈下降趋势。对于钢筋混凝土超静定结构而言，构件的热膨胀会使相邻构件产生过大位移，从而危及相邻构件稳定性和承载力。

因此，建筑结构防火设计在建筑防火设计中的作用举足轻重。从各国的规范来看，其具体规定内容虽然不同，但其消防安全总目标却大同小异，其中最重要的就是保护人的生命和财产安全。就保护人的生命安全而言，结构防火在所有建筑类型中都是重要的。这是因为：

1)良好的结构耐火性能能为人员的安全疏散提供宝贵的疏散时间，特别是在高层和大空间建筑中以及有行动受限人员的建筑内，如医院、老年人建筑、幼儿园等;

2)为消防队员在建筑内所有人员撤出后进入建筑内实施灭火提供生命安全保证。

就保护财产安全而言，结构防火的重要性更是不言而喻。在火灾初级阶段，尽管结构耐火能力所起的作用不大，但如果初期火灾没有得到成功控制而使火灾继续增长，良好结构耐火性能的作用明显。在消防队员实施灭火之前，结构构件可以有效地将火灾控制在起火区域或某个防火分区内，从而减少火灾和烟气对建筑内的物品和建筑结构所造成的破坏，同样也可减少灾后修复难度、费用和时间。建筑结构性能化设计目标、功能目标和性能目标如下：

(1)设计目标。在火灾作用下，建筑结构应能在合理的消防投入基础上，保持足够的完整性能、隔热性能或承载力或同时保持其中两个或三个性能。

(2)功能目标①建筑构件能避免因其在火灾中发生变形或破坏而导致建筑结构的严重破坏或失去承载力;

②不会因构件的破坏而危及建筑内部人员的疏散安全和灭火救援人员的安全;

③避免结构在火灾中因变形、垮塌而难以修复或影响重要功能的使用、减少灾后结构的修复费用和难度，缩短结构功能的恢复期;

④预防因构件破坏而加剧火灾或导致火灾蔓延至其它防火区域或相邻建筑物。

3)性能要求(1)建筑构件的耐火性能应与构件的功能、建筑的功能与用途、建筑内的预计火灾荷载、火灾强度及其持续时间、建筑高度与体量以及建筑内外的消防设施相适应;

(2)建筑承重构件在火灾作用下，应具有足够的承载力;

(3)建筑分隔构件的燃烧性能和耐火极限在设计所需时间内应能防止火灾和烟气的蔓延;

(4)建筑物中各构件的耐火性能应具有合理的关系;

(5)建筑构件在火灾作用下的变形不应超过允许变形值;

(6)建筑结构所提供的安全水平应与现行国家标准的规定等效。