第七章 建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)y

第7章建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)7.1建筑構(gòu)件的耐火性能

7.2建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)條件

7.3建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置7.4建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)過程7.5影響建筑構(gòu)件的耐火極限的因素及提高耐火極限的措施17.1建筑構(gòu)件的耐火性能組成構(gòu)件材料的燃燒性能

構(gòu)件的耐火極限建筑物的耐火能力取決于建筑構(gòu)件抵抗火的能力，即建筑構(gòu)件的耐火性能。建筑構(gòu)件的耐火性能包括以下兩個(gè)方面：2構(gòu)件的燃燒性能（按明火作用下的變化）

不燃性材料：是指在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)不起火、不微燃、不炭化的材料。如鋼材、混凝土、磚、砂漿、石材、陶瓷錦磚、石膏板、石棉瓦等。難燃性材料：是指在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)難起火，當(dāng)火源移走后，燃燒立即停止的材料。如經(jīng)過阻燃處理后的木材、塑料、板條抹灰隔墻等?？扇夹圆牧希菏侵冈诿骰鸷透邷刈饔孟缕鸹?，在火源移走后繼續(xù)燃燒的材料。如天然木材、竹子、塑料制品等。易燃性材料：凡達(dá)不到可燃性等級(jí)的材料均為易燃材料。如油氈、裝飾用的錦緞等。3構(gòu)件的耐火極限定義：建筑構(gòu)件的耐火極限是指構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)中，從受到火的作用時(shí)起到失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性（隔火作用）止，這段抵抗火作用的時(shí)間稱為構(gòu)件的耐火極限，一般以h計(jì)。4構(gòu)件失去穩(wěn)定性

（承載能力或抗變形能力）墻——試驗(yàn)中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。梁或板——試驗(yàn)中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。試件最大撓度超過L/20，則表示試件失去抗變形能力。柱——試驗(yàn)中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。試件軸向壓縮變形速度超過3H（mm/min），則表示試件失去抗變形能力。其中H為試件在載爐內(nèi)的受火高度，單位以米計(jì)。如某鋼筋混凝土柱，爐內(nèi)的受火高度為3m，如其變形速度超過9mm/min，則該柱失去抗變形能力。失穩(wěn)、垮塌、解體5構(gòu)件失去完整性失去完整性是指分隔構(gòu)件（如樓板、屋面板、門、窗、墻體、吊頂?shù)龋┊?dāng)其一面受火作用時(shí)，在試驗(yàn)過程中，構(gòu)件出現(xiàn)穿透性裂縫，火穿過空隙，火焰穿過構(gòu)件，使其背面可燃物起火。這時(shí)，構(gòu)件將失去阻止火焰和高溫?zé)煔獯┩富蜃柚贡趁娉霈F(xiàn)火焰的性能。此時(shí)可認(rèn)為構(gòu)件失去完整性。發(fā)生穿透裂縫或孔洞6構(gòu)件失去絕熱性失去絕熱性是指分隔構(gòu)件失去隔絕過量熱傳導(dǎo)性能。在試驗(yàn)中，試件背火面測(cè)點(diǎn)的平均溫度超過初始溫度140℃，或背火面任一測(cè)點(diǎn)溫度超過初始溫度180℃時(shí)，均認(rèn)為構(gòu)件失去絕熱性。7耐火極限的意義我國(guó)防火設(shè)計(jì)中，構(gòu)件的耐火極限是衡量建筑物耐火等級(jí)的主要指標(biāo)，而承重構(gòu)件的耐火極限是結(jié)構(gòu)能否于火災(zāi)中保持穩(wěn)定而不倒塌的唯一保證。對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行耐火試驗(yàn)，研究構(gòu)件的耐火極限，可以為正確制定和貫徹建筑防火法規(guī)提供依據(jù)，為提高建筑結(jié)構(gòu)耐火性能和建筑物的耐火等級(jí)，降低防火投資，減小火災(zāi)損失提供技術(shù)措施，也和火災(zāi)燒損后建筑結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)工作直接相關(guān)。87.2建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)條件建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)的目的是測(cè)試構(gòu)件的耐火極限，而試驗(yàn)本身有很嚴(yán)格的條件限制。只有按這些條件進(jìn)行試驗(yàn)所測(cè)得的耐火極限才是可靠的。《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)必須遵循的升溫條件、壓力條件、約束條件、受火條件和試件要求等。9建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)—升溫條件爐內(nèi)氣體的溫度：101=ISO834曲線2=碳?xì)浠衔锴€3=德國(guó)RABT曲線 4=荷蘭RWS曲線11爐溫偏離標(biāo)準(zhǔn)溫升曲線的偏差A(yù)實(shí)際平均爐溫曲線下的面積，B標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下的面積。當(dāng)t≤10min時(shí)，要求d≤15%；當(dāng)10＜t≤30min時(shí)，要求d≤10%；當(dāng)t＞30min時(shí)，要求d≤5%。面積A、B的計(jì)算方法為，試驗(yàn)開始10min內(nèi)，時(shí)間間隔小于1min；在10～30min內(nèi)，時(shí)間間隔小于2min；在30min以后，時(shí)間間隔小于5min。12建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)—壓力條件水平構(gòu)件——在試件底面以下100mm處的水平面上應(yīng)保持10±5Pa的正壓力。垂直構(gòu)件——在試件2/3高度以上范圍內(nèi)應(yīng)保持正壓，在爐內(nèi)3m高度、距試件表面100mm處應(yīng)保持20±5Pa的壓力。試驗(yàn)開始10min后，爐內(nèi)應(yīng)達(dá)到下述正壓條件：規(guī)定正壓的目的是為了在爐內(nèi)與試件背火面形成壓差，便于測(cè)試試件的完整性是否破壞。13建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)—加載條件工作荷載＜設(shè)計(jì)荷載＜試驗(yàn)荷載，并且差別很大。所以實(shí)際加載量值應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。由于工作載荷尚無明確的取值原則，使某些耐火極限的數(shù)值不夠可靠，有關(guān)研究人員建議，工作載荷不應(yīng)小于構(gòu)件設(shè)計(jì)載荷的70%。承重構(gòu)件的試驗(yàn)荷載，應(yīng)在試驗(yàn)前一次加足，并在試驗(yàn)過程中保持其大小和方向不變。荷載的量值：14對(duì)于不同構(gòu)件，應(yīng)按下述形式加載：墻——垂直加載。荷載沿試件的整個(gè)寬度通過加載設(shè)備均勻加載。樓板和屋面板——均布加載。梁——垂直加載。從梁端起，在總長(zhǎng)度1/8、3/8、5/8、7/8處四點(diǎn)加載。柱——垂直加載。中心受壓柱應(yīng)從柱軸線方向施壓，偏心受壓柱，應(yīng)偏心加載或中心加載和偏心加載相結(jié)合。15建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)—構(gòu)件約束及邊界條件對(duì)非承重構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件實(shí)際使用中不受邊緣約束時(shí)，則在試驗(yàn)中試件邊緣用無約束作用的材料密封；當(dāng)構(gòu)件實(shí)際作用中受邊緣約束時(shí)，則在試驗(yàn)中試件邊緣應(yīng)能反映實(shí)際使用情況。對(duì)于承重構(gòu)件，應(yīng)能反映實(shí)際情況。如梁兩端可做成鉸支、固結(jié)或彈性連接。16建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)—受火條件墻壁、隔板和門窗——一面受火；樓板、屋面層和吊頂——下面受火；橫梁——兩側(cè)和底面共三面受火；柱子——所有垂直面受火。17建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)—試件要求結(jié)構(gòu)：試件所用材料及制作與安裝方法，應(yīng)足以反映構(gòu)件在實(shí)際中的使用情況。為了便于試驗(yàn)而作的任何修改，應(yīng)對(duì)試件無重大影響。構(gòu)件在使用時(shí)如存在接縫，試件中應(yīng)包括接縫。尺寸：試件應(yīng)與實(shí)際尺寸相同。如果構(gòu)件尺寸大于試驗(yàn)爐所容納的尺寸，則試件在爐內(nèi)暴露部分的尺寸不得小于下述規(guī)定：墻——3m高×3m寬；樓板及屋面板——四面支承；4m長(zhǎng)×3m寬；梁——4m跨度；柱——3m高。18數(shù)量：試件數(shù)量1個(gè)。如果構(gòu)件約束、邊界條件不同，則應(yīng)按下述規(guī)定處理。墻——兩側(cè)都要求耐火的不對(duì)稱構(gòu)件，應(yīng)分別對(duì)兩側(cè)受火進(jìn)行試驗(yàn)。如果事先可確定一側(cè)為受火弱面，也可只對(duì)弱面進(jìn)行一次試驗(yàn)。樓板及屋面板——在實(shí)際使用中如約束條件不同，應(yīng)增加相應(yīng)試驗(yàn)。梁和柱——在實(shí)際使用中若端部約束條件不同，應(yīng)增加相應(yīng)試驗(yàn)。19養(yǎng)護(hù)與干燥：試驗(yàn)時(shí)，構(gòu)件應(yīng)達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度。由于含水率會(huì)影響構(gòu)件內(nèi)熱傳導(dǎo)，所以試驗(yàn)時(shí)構(gòu)件濕度應(yīng)與實(shí)際使用中的構(gòu)件狀態(tài)相近。濕法生產(chǎn)的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行干燥。干燥溫度應(yīng)不影響構(gòu)件性能。厚度小于20mm的濕法生產(chǎn)構(gòu)件，干燥時(shí)間不得少于四周。厚度每增加10mm，干燥時(shí)間另增加一周。207.3建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置包括耐火試驗(yàn)爐、燃燒系統(tǒng)、加載設(shè)備、測(cè)溫儀器、測(cè)壓儀器、變形測(cè)試儀器以及試驗(yàn)框架等。21建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)工藝流程2223耐火試驗(yàn)爐—墻爐24耐火試驗(yàn)爐—柱爐25耐火試驗(yàn)爐—梁（板）爐26耐火構(gòu)件試驗(yàn)館←墻爐柱爐←墻爐

柱爐27墻板爐墻板爐28防火門試驗(yàn)正在進(jìn)行防火玻璃測(cè)試防火門試驗(yàn)正在進(jìn)行防火玻璃測(cè)試

29建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置

燃燒系統(tǒng)燃料的選擇:天燃?xì)?、煤氣等氣體燃料噴嘴的設(shè)置：應(yīng)該小而多，且噴口要互相錯(cuò)開爐溫控制方法主要是通過增減燃燒噴嘴的數(shù)量、調(diào)節(jié)噴嘴的油壓及風(fēng)壓，調(diào)整煙道閘板的位置30建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置

加載設(shè)備對(duì)試件加載，應(yīng)包括能模擬均布加載、集中加載、中心加載或偏心加載；在試驗(yàn)過程中，應(yīng)用手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保持試件的試驗(yàn)荷載穩(wěn)定不變。對(duì)試驗(yàn)結(jié)束后仍需加載的試件，應(yīng)能保持規(guī)定的荷載；施加荷載的方向和作用點(diǎn)，不應(yīng)受試件變形的影響；對(duì)荷載的大小及其變化，應(yīng)通過儀表顯示或通過測(cè)量某點(diǎn)上的液壓來監(jiān)控；設(shè)備本身的變形不得對(duì)試件變形的測(cè)量產(chǎn)生不利影響；應(yīng)不影響試件背火面的空氣流通和冷卻以及妨礙其它項(xiàng)目的測(cè)量、觀察與操作。31建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置

測(cè)量?jī)x器溫度測(cè)量?jī)x器壓力、變形測(cè)量?jī)x器爐內(nèi)溫度測(cè)量試件背火面溫度測(cè)量試件內(nèi)部溫度測(cè)量氣體壓力測(cè)量試件變形測(cè)量32建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置

測(cè)量精度溫度：爐內(nèi)，±15℃，其它，±5℃；壓力：±5Pa；變形：±2mm；荷載：±5%；時(shí)間：±10s。儀器、設(shè)備應(yīng)達(dá)到下述精度要求：337.4建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)過程試件設(shè)計(jì)、安裝及加荷試驗(yàn)的開始和結(jié)束測(cè)量與觀察試驗(yàn)