地鐵車站火災溫度場模擬及損傷分析

姜 宇 陳清軍

（1.同濟大學土木工程防災國家重點實驗室，上海200092；2.同濟大學結構防災減災工程系，上海200092）

0 引 言

地鐵作為大型城市公共運輸系統，可輸送人流量巨大，具備緩解地面交通壓力的重要作用。一旦地鐵車站發生災害，將造成巨大的人員傷亡和財產損失，同時會引起長時間的社會恐慌，影響城市的健康發展，因此保障地鐵車站的安全至關重要?；馂淖鳛榈罔F系統中發生最頻繁的災害之一，其影響巨大，十分值得關注。地鐵火災研究主要集中在兩個方面，一是采用FDS等軟件進行火災發生煙氣及疏散模擬［1-5］，二是通過試驗或有限元軟件對材料、構件或隧道進行分析［6-10］。以往的研究主要針對短時火災（6 min，該時長取自《地鐵設計規范》規定安全疏散時長）人員疏散煙氣逸散等問題進行分析，但對地鐵車站發生長時間（大于1 h，該時長取自《建筑設計防火規范》中對耐火等級為二級的地鐵車站構件最小的耐火極限時間）火災（如韓國大邱車站火災共燃燒4個小時）鮮有研究。混凝土材料在長時間經歷500 ℃以上的高溫作用時，其強度會大大降低［15-17］，而地鐵車站在發生火災時火災溫度會達到700 ℃～900 ℃［19-20］，說明長時間的燃燒將對車站結構造成損傷，這些損傷會降低地鐵車站結構受火災后的安全性和可靠性，因此對于地鐵車輛起火后長時間的溫度場研究至關重要。

1 地鐵車站模型的構建與火災場景分析

1.1 結構模型的選取與建立

本文的工程實例來源為某兩層三跨雙柱島式地鐵車站，該車站由地下一層的站廳層和地下二層的站臺層組成。取車站5 跨柱距長度部分進行火災模擬。選取長度為32.9 m，寬度21.24 m，車站總高為12.39 m，站廳層公共區凈高4.35 m，站臺層凈高4.24 m。車站剖面圖見圖1。

1.1.1 火災模擬模型的建立

建模時取結構深度方向為z軸，長度方向為y軸，寬度方向位x軸。站臺層在列車上方還設有排熱風口，排熱風口為1 000 mm×500 mm，本文5跨柱距長度范圍共分布16 個。列車軌道旁還設有軌底排熱風口，排熱風口為890 mm×490 mm，共計16 個。發生火災時，軌頂排熱風道和軌底排熱風道停止工作。采用0.212 4 m×0.205 6 m×0.206 5 m 的網格，可以保證X、Y、Z三個方向的單元數量滿足2m3n5l，單元總數為960 000個。

火災發生時，軌頂排熱風口和軌底排熱風口關閉。根據《地鐵設計規范》要求，當車站站臺發生火災時，應保證站廳到站臺的樓梯和扶梯口處具有能夠有效阻止煙氣向上蔓延的氣流，且向下氣流速度不應小于1.5 m/s。因此設置樓梯口處具有能夠有效阻止煙氣向上蔓延的向下氣流，氣流速度為1.5 m/s。假定列車在車站內發生火災，車站范圍內的列車起火，由于車站長度較長且長度方向結構布置較為相似，因此取車站典型的五跨作為分析范圍，車站前后截斷的部分設為封閉邊界這樣能夠更好的模擬車站整體發生火災時煙氣流動問題。車站的PyroSim模型圖見圖2。

圖2 PyroSim車站模型透視圖及熱電偶布置圖Fig.2 Perspective of station model and thermocouple layout in PyroSim

通風設計根據《地鐵設計規范》的規定，地下車站站臺發生火災時，應保證站廳到站臺的樓梯口處具有不小于1.5 m/s 的向下氣流。當車站站臺層公共區發生火災時，關閉站臺層送風系統和站廳層回/排風系統，由站臺層機械排煙風機排除煙霧（每端1臺），使站臺層造成負壓，樓梯口形成向下氣流，便于人員安全疏散至站廳層。

1.1.2 火災場景的構建

（1）火源的設定統計資料表明，地鐵車站火源的位置按照火災的原因可能有以下幾種情況：由于電路故障引發的設備房火災，列車電路故障引起的列車電氣火災；乘客攜帶危險品導致的車廂火災；人為縱火導致的站臺層或者站廳層火災。地鐵火災中，電氣火災和機械故障占比較高，達到40%～55%［13-14］，故本文考慮引起火災的原因為電器火災和機械故障，從而設定火源為列車。目前我國使用的地鐵A型車輛長度22 m，根據李存夫等［11］的試驗可知每輛車的燃燒功率約為10.624 1 MW，而本文模型長度方向為32.9 m，因此取燃燒功率為15.9 MW?；馂陌l展模型設定為t2火，超快速火。假定車輛均勻燃燒，同時根據車輛燃燒總面積可以確定單位面積熱釋放率Q為50 kW/m2。t2火災發展模型下車輛燃燒熱釋放速率隨時間變化圖如圖3 所示，其中75 s 以后單位面積熱釋放率不變直到計算所需時長為止，均為50 kW/m2。

圖3 Q隨時間變化曲線Fig.3 Curve of Q with time

（2）通風設計根據《地鐵設計規范》的規定，地下車站站臺發生火災時，應保證站廳到站臺的樓梯口處具有不小于1.5 m/s 的向下氣流。當車站站臺層公共區發生火災時，關閉站臺層送風系統和站廳層回/排風系統，由站臺層機械排煙風機排除煙霧（每端1臺），使站臺層造成負壓，樓梯口形成向下氣流，便于人員安全疏散至站廳層。

結構構件（梁、板、柱等），非結構構件（排熱風口、站臺板、樓梯等）均采用表面類型為SURF 的表面，其特性設置為分層，外層為石膏層、內層為混凝土層，以接近實際工況。

混凝土和石膏參數取自PyroSim 材料庫，車廂材料鋁的參數參考文獻［12］。

關于火災燃燒時間，尚未有明確的時間要求。《建筑設計防火規范》中對耐火等級為二級的地鐵車站墻、柱、梁、板的耐火極限要求分別為2.5 h、2.5 h、1.5 h、1 h，又因為 GB 51298—2018《地鐵設計防火標準》中地鐵車站的火災延續時間為2 h，也即消防出水到滅火的時間，因此綜合考慮各種因素選擇計算時間為2 h。本文主要分析列車燃燒后兩小時內地鐵車站結構表面的溫度變化，以確定結構損傷情況，為結構抗火設計提供模擬依據。因此需要考慮長時間的火災問題，從而考慮噴淋系統不能正常工作，但機械通風可以正常工作。

（3）熱電偶布置在PyroSim 中，溫度測量可通過添加熱電偶裝置進行火災全過程的溫度監測。圖3 中黃色點為熱電偶。本文熱電偶的命名以T11BL02 為例進行介紹。①“T”代表熱電偶（thermocouple）。②“11”，第一個1 代表第一層站臺層（2 代表站廳層），第二個1 代表y方向第一根柱中部的位置。③BL、BR、BW、BRC、BH、BS分別代表柱底部左側測點、柱底部右側測點，墊層下混凝土板表面測點、軌底排熱風道測點、底板表面測點，其中B為底部bottom，若為M 則表示中間，T為頂部，所有位置均以柱的位置為基礎。④“02”，沒有02時代表車站中心線左側測點，有02時代表車站中心線右側測點。⑤特例系列TM21BS，T 后的M表示車站中心線位置測點。

1.2 損傷的定義及傳熱參數的選取

本模型地鐵車站混凝土強度等級均值為C40，由于混凝土在經受高溫作用后其強度會大大降低［15-17］，因此定義損傷度Kc對地鐵車站的混凝土損傷進行損傷定量分析。由于地鐵車站結構的構件尺寸較大，而受火損傷深度較淺，因此在本文的損傷分析中僅考慮受火時的溫度損傷，而將偏心、受彎及受火造成混凝土爆裂、鋼筋失效等問題作為溫度損傷可能導致的結果進行分析說明。

式中：fcu，0為常溫下混凝土抗壓強度；fcu，T為相應溫度T下混凝土的抗壓強度。

由文獻［16］中混凝土在高溫下的強度隨受火溫度Tf的關系以及式（1）建立混凝土損傷度Kc與混凝土受火溫度Tf的關系式，如式（2）所示。

根據式（2）列出一些重要的參考溫度對應的混凝土損傷度Kc值，如表1所示。

表1 Kc隨溫度變化表Table 1 Variation table of Kc with temperature

由于混凝土結構中主要采用一定的保護層厚度保護受力筋。對于本文的模型，墻、板、梁的保護層厚度均為40 mm，而柱的保護層厚度為35 mm，以屈服強度作為鋼筋強度代表值，根據文獻［22］鋼筋屈服強度隨受火溫度Tf的變化關系，建立鋼筋損傷度Ks關系式，如式（3）所示。

由式3可知，受火溫度超過200 ℃后鋼筋屈服強度迅速下降，因此分析受力筋所受溫度對于結構整體的損傷分析至關重要。為此在完成表面溫度場數據提取后需進行鋼筋位置處溫度計算，由于PyroSim 中網格劃分為0.2 m 左右，而對于保護層厚度僅為0.04 m左右，在Pyrosim 中進行傳熱分析將極大地提高計算時間，因此本文利用Abaqus對PyroSim 提取的墻、板、梁、柱等構件的表面溫度對相應構件進行細化網格的傳熱分析計算，求得受力筋深度處的鋼筋溫度，從而對構件的損傷進行分析。

如圖4所示，利用Abaqus分別對二維墻、板做熱傳分析，其中對于墻和頂板、底板，由于本文考慮單純的傳熱問題，都是受火面受火與背火面常溫的模式，在傳熱方式上相近，斷面選取采用小于結構尺寸的大小，2 000 mm 是作為熱傳分析的一個方向的尺寸，實際不會影響計算結果。由于沿車站方向梁的溫度假定不變，因此梁也可以簡化為二維進行傳熱分析，對于柱，雖然高度方向上有溫度梯度，但是溫度梯度較小，在測點周圍溫度梯度100 mm 范圍僅有±4.5 ℃的溫差，因此對測點混凝土進行熱傳分析時，可以按照二維模型對柱測點的截面進行溫度分析。墻、板、梁、柱的二維傳熱分析簡圖如圖4所示。在Abaqus傳熱分析中對流換熱系數對于受火面取25 W/（m2·K），背火面取9 W/（m2·K），受火面和背火面的發射率ε 分別取0.7和0。黑體輻射系數取5.67 W/（m2·K4）。

圖4 Abaqus傳熱分析模型簡圖（單位：mm）Fig.4 Heat transfer analysis model by Abaqus（Unit：mm）

混凝土高溫下傳熱相關參數隨溫度變化關系式參考歐洲規范［23］。

對于導熱系數(20℃ ≤T≤ 1200 ℃)：

對于比熱容(20℃ ≤T≤ 1200 ℃)：

對于密度取為常數，ρ=2 400 kg/m3。

1.3 理論模型

PyroSim 中針對火災模擬的大渦模擬（LES）、混合分數模型、有限反應速率模型能夠較好地模擬火災條件。對于LES 算法，其數學求解的方程［21］如式（4）-式（8）所示：

質量守恒方程：

l組分的守恒方程：

動量守恒方程：

散度約束方程：

熱力學狀態方程：

火災及其產生的熱流體溫度對結構的影響主要通過對流以及輻射方式進行作用，可以通過傳熱方程進行求解。

2 溫度場模擬結果及分析

2.1 溫度場模擬整體變化分析

圖5 為PyroSim 軟件中的輸出溫度時間曲線，為了更好地分析地鐵車站的溫度場分布，將全部283 個測點集合到一起進行總體分析，如圖6 所示，由于測點過多，在圖中不標注每一測點所對應的曲線?？傮w分析完成后再按構件分類整理進行分析。

圖5 PyroSim中T11BL02測點溫度隨時間變化曲線Fig.5 Temperature curve over time of T11BL02 in PyroSim

如圖6 所示，整個車站在火災條件下，不同位置受火溫度相差較大，從最低溫度的20 ℃到最高溫度的741.82 ℃?；馂陌l展存在發展期與穩定期，2 400 s 以前，各個測點溫度逐漸上升，可以看作火災發展期。而2 400 s 以后各個測點雖然由于氣流的擾動，溫度呈現一定的波動，但是溫度數值基本穩定，可以視作溫度穩定期。2 400 s 的溫度穩定期，這一時間為本算例設定火災功率超快速火發展所需時長291 s 的8.2 倍，而計算總時長為這一時長的3 倍。設計中可以考慮取數倍火災發展時長來模擬長時間火災，從而可以節省計算時間，也可以將計算資源用于進行更加精細的模擬。但本文為更好地說明火災對車站的影響，選擇7 200 s時的溫度作為分析溫度。

圖6 所有測點溫度隨時間變化曲線Fig.6 Temperature curves of all measuring points over time

2.2 墻溫度場及損傷分析

如圖7 所示溫度云圖可知，在車站模型中部有一跨長度的樓梯但對于墻壁等位置的溫度影響較小。熱煙氣從列車產生向頂板蔓延，煙氣在車站其他空間是自上而下的流動導致，因而樓梯對各構件溫度的影響較小。站廳層溫度近火源處與遠火源處溫度相差不大，站臺層近火源處溫度較高，而遠火源處從上到下的墻體溫度依次降低。為定量分析墻面溫度，調取7 200 s 時墻面溫度，整理至圖8。混凝土不同溫度下的損傷度Kc也根據式（2）進行坐標換算表示在圖8 中。為表示方便，圖8 及之后的圖中橫坐標直接用已經定義的編號中不同的部分（即“11”等）表示各測點的編號。

圖7 y=0.45 m處7 200 s的溫度云圖Fig.7 Temperature nephogram at 7 200 s of y=0.45 m

如圖8可知：

圖8 墻面測點在7 200 s時溫度及KcFig.8 The temperature and Kc of the measuring points of the wall at 7 200 s

（1）站臺層1 至5 排柱位置的墻體測點數值上接近，近火源處站臺層墻壁溫度達到550 ℃～700 ℃，數值上表現為，從頂部至底部溫度逐漸降低的趨勢。由于受樓梯口機械通風的影響第二、四排柱位置的墻體中部測點溫度低于頂部和底部的測點溫度。近火源處站臺層的這一部分墻體表面的損傷度為0.3～0.7。

（2）對于遠火源處站臺層的墻壁溫度均小于250 ℃，由于熱氣流、熱煙氣受到列車的阻擋，從頂部到底部測點的溫度逐漸降低，表面損傷度約為0。

（3）站廳層溫度為200 ℃～250 ℃，這是由于熱煙氣上升在整個站廳層屬于開放擴散的狀態，從而使得站廳層溫度趨于一致。這部分墻體損傷度為0。

分別針對不同受火面溫度時距受火面40 mm處的溫度值按照圖3（a）利用Abaqus進行計算，并對40 mm 處溫度Tw與受火面溫度Tf的關系進行多次項擬合，發現當次數為3 時，擬合相關性高且在反算代入20℃受火溫度求得結果與理論溫度的20℃最為接近，因此選用3 次項作為擬合關系式，關系式如（9）所示。

將表面測點的溫度帶入關系式（9）中進行計算求得40 mm處各測點的溫度，并根據式（2）轉化為混凝土損傷度Kc，根據式（3）轉化為鋼筋損傷度Ks，并據此通過坐標轉換繪制墻測點在40 mm 深度處的溫度、Kc圖和Ks圖，如圖9所示。

圖9 7 200 s時墻面測點40 mm深處溫度、Ks及KcFig.9 The temperature，Ks and Kc at depth of 40 mm at the measuring points of the wall at 7 200 s

如圖9所示，墻測點40 mm處混凝土損傷度均小于0.07，相對而言這一位置的鋼筋損傷均小于0.33。遠火源一側的墻體和站廳層墻體在40 mm處混凝土與鋼筋的損傷均約等于0，而對于近火源處站臺層的混凝土40 mm 深度處損傷度僅為0.01～0.05，鋼筋損傷度為 0.15～0.33，表明近火源處的受力筋受損較為嚴重，會導致結構承載力降低，近火源一側的承載力降低會造成附加彎矩增大，對結構的安全造成影響，火災后根據損傷度確定損失的強度，需要重點針對近火源墻體進行混凝土的加固補強。

2.3 柱溫度場及損傷分析

如圖10 所示，近火源處的柱測點在站臺層與站廳層溫度規律不一致。

圖10 近火源柱測點在7 200 s時溫度及KcFig.10 The temperature and Kc of the measuring points near the fire source column at 7 200 s

（1）對于站臺層，柱測點的溫度在頂部和中部較高，而底部溫度為200 ℃～225 ℃，溫度變化較小，損傷度約為0。第三排柱中部的右側由于機械通風的影響直接受熱煙氣的影響較小，從而溫度較低，柱中部測點溫度由于機械通風氣流向下使得熱煙氣部分向下流動，又由于樓梯走向的原因，溫度從第一排至第四排逐漸增加，柱頂部溫度相對較高，但僅有第一、三、五排柱的柱頂溫度超過400 ℃，表明其他部分混凝土表面損傷度小于0.07，又因為第一、三、五排柱的柱頂溫度小于450 ℃，所有柱測點混凝土表面的損傷度均小于0.13。

（2）對于站廳層，柱測點溫度變化較小，所有近火源處柱測點溫度均小于300 ℃，損傷度小于0.01。

如圖11 所示，遠火源處的柱測點在站臺層與站廳層溫度規律不一致。

圖11 遠火源柱測點在7 200 s時溫度及KcFig.11 The temperature and Kc of the measuring points remotes the fire source column at 7 200 s

（1）對于站臺層，除第三排柱測點（由于樓梯及下風口的原因溫度較低）外，其他各排柱中部及上部測點溫度均超過300 ℃，混凝土表面損傷度為0.01～0.07。底部均為200 ℃～225 ℃損傷度為0。

（2）對于站廳層，所有測點溫度均為275 ℃以下。測點溫度變化以第三排為最高點（熱煙氣上升導致），第一排、第五排較低。底部測點溫度與站廳層測點溫度接近，由于遠火源處測點溫度均小于400 ℃，可知遠火源測點處的表面混凝土損傷度均小于0.07。

與墻溫度及損傷確定一樣，分別針對不同受火面溫度時距受火面35mm 處的溫度值按照圖4（f）利用Abaqus 進行二維傳熱計算，求得距柱角兩邊各35 mm處各測點的溫度，并根據式（3）轉化為角鋼筋損傷度Ks，c，繪制距柱角 35 mm 溫度、Kc及Ks，c圖，如圖 12 所示。通過 Abaqus 求得距柱邊35 mm 處各測點的溫度，并略去溫度小于200 ℃的測點，其余測點根據式（3）轉化為邊鋼筋損傷度Ks，l，繪制距柱邊 35 mm 溫度、Kc及Ks，l圖，如圖 13所示。

圖12 柱角35 mm深度處溫度、Kc及Ks，cFig.12 Temperature，Kc and Ks，c at 35 mm depth of column corner

圖13 柱邊35 mm深度處溫度、Kc及Ks，lFig.13 Temperature，Kc and Ks，1 at 35 mm depth of column edge

如圖12及圖13所示，柱邊鋼筋損傷僅在站臺層柱頂出現，且數值較小，均小于0.06，站臺層及站廳層柱邊35 mm深度處混凝土不受損傷。柱角鋼筋在站臺層普遍受損，頂部受損較大，最大達到0.23。對于站廳層受損較小，僅第二排、第三排及第四排柱部分出現損傷，且損傷小于0.01，柱角35 mm深度處混凝土受損均小于0.03。

綜上所述，地鐵車站柱在發生列車火災時站臺層柱的中部及頂部的角部鋼筋將發生一定的損傷，邊鋼筋受損較小，而站廳層鋼筋損傷很小，在火災后需要對柱根據損傷度進行加固補強，彌補損失的強度。

2.4 板表面溫度場分析

如圖14、圖15所示，站廳層溫度較為均勻，站臺層，頂部、中部和底部溫度各不相同，但調取結果顯示板溫度較為均一，這是由于羽流控制熱氣層變化，它將燃燒產物以及上升過程中卷吸進的冷空氣一起帶入熱氣層，直接影響熱氣層的質量、能量和各組分濃度。羽流是固體氣體液體的混合流動體，因此對于羽流在板面的運動可以按照熱流體運動規律進行簡化分析。熱流體在平板上流動時，其熱邊界層和水力邊界層完全類似［18］。當普朗特數Pr=1 時（通常氣體Pr=0.6～1.0），其垂直于板面的溫度分布與速度分布完全一致。而羽流主要由氣體構成，因此其變化規律相似，從而對于大面積的板其板面溫度相對于熱煙氣層溫度較低；而對于梁、墻、柱等構件由于羽流上升、流動、撞擊從而對這些構件的熱交換更為頻繁，因此梁、墻、柱容易受到羽流的影響導致這些構件的溫度較高。如圖2 所示，柱梁測點相對較為接近，而板測點相對于排熱風道及梁的中間位置，位置差異及羽流流向導致近火源側板的溫度與梁溫度有較大差異。

圖14 x=7.86 m時yz平面溫度云圖Fig.14 Temperature nephogram of yz plane when x=7.86 m

圖15 x=13 m時yz平面溫度云圖Fig.15 Temperature nephogram of yz plane when x=13 m

如圖16、圖17 所示，板各測點溫度相差較小且均在204 ℃～210 ℃范圍內，板內溫度必然小于板表溫度，因此板整體混凝土損傷度約為0。

圖16 近火源板測點在7 200 s時溫度及KcFig.16 Temperature and Kc of measuring points near fire source slab at 7 200 s

圖17 遠火源板測點在7 200 s時溫度及KcFig.17 Temperature and Kc of measuring points remotes fire source slab at 7 200 s

按照圖4（a）和圖4（e）對混凝土板進行傳熱分析，上下板采用210 ℃的溫度載荷，計算得上下板 40 mm 深度處溫度為110.42 ℃＜200 ℃，中板30 mm 深度處溫度為 115.82 ℃＜200 ℃，（其中200 ℃為式（3）鋼筋出現損傷的溫度），因此板內鋼筋損傷度為0。綜上所述，板受地鐵車站火災后不需進行加固。

2.5 梁溫度場及損傷分析

如圖18、圖19 所示，近火源與遠火源的梁測點溫度在站廳層溫度相當，均為250 ℃左右，表面混凝土損傷度為0。對于站臺層，頂部梁溫度超過300 ℃，近火源處左側超過400 ℃，混凝土損傷度最大達到0.13，而底部梁溫度小于250 ℃，底部梁的背火面由于沒有受到熱煙氣的影響，且混凝土熱傳導較慢，因此溫度維持在室溫水平，損傷度為0。

圖18 近火源梁測點在7 200 s時溫度及KcFig.18 Temperature and Kcof measuring points near fire source beam at 7 200 s

圖19 遠火源梁測點在7 200 s時溫度及KcFig.19 Temperature and Kc of measuring points remotes fire source beam at 7 200 s

分別根據圖 4（b）、圖 4（c）、圖 4（d）建立Abaqus 模型進行傳熱分析求解，并提取梁邊中點位置深度40 mm 處溫度，以及梁角部距兩邊40 mm 處溫度。并根據式（3）轉化為角鋼筋損傷度Ks，c，繪制距梁角 40 mm 溫度、Kc及Ks，c圖，如圖20 所示。求得距梁邊40 mm 處各測點的溫度，并根據式（3）轉化為邊鋼筋損傷度Ks，l，繪制距梁邊40 mm溫度、Kc及Ks，l圖，如圖21所示。

圖20 梁角40 mm深度處溫度、Kc及Ks，lFig.20 Temperature，Kc and Ks，c at 40 mm depth of beam corner

圖21 梁邊40mm深度處溫度、Kc及Ks，lFig.21 Temperature，Kc and Ks，c at 40 mm depth of beam edge

如圖19 所示，梁角40 mm 深度處，混凝土損傷度均小于0.03，而鋼筋損傷度為0～0.24。對于站廳層混凝土及鋼筋損傷度均為0。對于站臺層，頂梁近火源處40 mm 深度處混凝土受到較小損傷，其他部分損傷度為0。頂梁除遠火源處其余各測點40 mm深度處的鋼筋均受到不同程度的損傷，其中近火源處損傷度最大，達到0.23。

如圖20 所示，梁邊鋼筋損傷僅在站臺層柱頂出現，且數值均小于0.08，站臺層及站廳層梁邊40 mm深度處混凝土不受損傷。

綜上所述，地鐵車站梁在發生列車火災時站臺層頂梁角部鋼筋將發生一定的損傷，頂梁邊的鋼筋受損很小，而站廳層梁內鋼筋不受損傷，表面混凝土受到一定程度的損傷，內部混凝土損傷很小，表明頂梁在受火后需要對表面混凝土進行簡單的加固處理或不做處理。

3 結 論

（1）由于火災發展存在發展期與穩定期，且其穩定期對地鐵車站的影響溫度幾乎不變，因此設計中可以考慮選擇火災發展所需時長的數倍來進行火災模擬，從而節約計算資源并可進行更為精細的模擬。

（2）地鐵車站火災溫度場分布不均，溫度范圍為20 ℃～741.82 ℃。近火源處墻面受火溫度最高，柱的頂部表面及中部表面、梁表面溫度較高，板面及柱底部表面溫度較低但整體溫度均達到200 ℃以上。由于熱煙氣的流動，整個車站除站臺層近火源處的構件外其他部分溫度為200 ℃～250 ℃。

（3）地鐵車站火災對于地鐵車站結構的損傷由于羽流流動等原因使得不同位置的損傷差異較大。地鐵火災使得靠近火源處站臺層墻表面產生損傷度最大高達0.7，但40 mm 深度處混凝土損傷較小，鋼筋損傷度達到0.15～0.33，損傷自頂部到底部逐漸減小，遠火源處及站廳層墻面損傷度為0。對于柱，中部及頂部的角部鋼筋將發生一定的損傷，而站廳層鋼筋損傷很小。板內混凝土及鋼筋沒有損傷。對于梁，頂梁角部鋼筋將發生一定的損傷，頂梁邊的鋼筋受損很小，而站廳層梁內鋼筋不受損傷，表面混凝土受到一定程度的損傷，內部混凝土損傷很小。通過分析火災條件下溫度場及結構構件內部損傷情況，可以為結構抗火設計和地鐵車站結構火災后加固提供模擬依據。