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耐火极限

发布时间:2023/3/23 9:58:16
作者:大发特种
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     对任一建筑构件,按照时间—温度标准曲线进行耐火试验,从受火作用时起,到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止,这段抵抗火的作用时间,称为耐火极限,通常用小时(h)来表示。

      

 判定条件

(一)失去稳定性

构件在试验过程中失去支持能力或抗变形能力。

(1)外观判断:如墙发生垮塌;梁板变形大于L/20;柱发生垮塌或轴向变形大于h/100(mm)或轴向压缩变形速度超过3h/1000(mm/min);

(2)受力主筋温度变化:16Mn钢,510℃。

(二)失去完整性

适用于分隔构件,如楼板、隔墙等。失去完整性的标志:出现穿透性裂缝或穿火的孔隙。

(三)失去绝热性

适用于分隔构件,如墙、楼板等。

失去绝热性的标志:下列两个条件之一

试件背火面测温点平均温升达140℃;

试件背火面测温点任一点温升达180℃.

建筑构件耐火极限的三个判定条件,实际应用时要具体问题具体分析:

(1)分隔构件(隔墙、吊顶、门窗):失去完整性或绝热性;

(2)承重构件(梁、柱、屋架):失去稳定性;

(3)承重分隔构件(承重墙、楼板):失去稳定性或完整性或绝热性。

2 试验装置

(一)燃烧试验炉

1、墙炉:适用各类墙体、门窗的耐火试验。3.06m×1.26m×3.05m

2、梁板炉:适用于楼板、屋面板、梁、吊顶等构件的耐火试验。3.6m×4.6m×2.46m。

3、柱炉:天津所与加拿大共同开发的一个项目,达到国际先进水平。2.6m×2.6m×(3~4.2)m

(二)燃烧系统

1、燃料的选择:可采用轻柴油、天燃气、煤气或丙烷气等。

2、喷咀的设置:要求小而多。

3、炉温控制:

(1)增减燃烧喷咀的数量;

(2)调喷咀的油压及风压;

(3)调整烟道闸板的位置。

(三)加载系统

可模拟均布荷载、集中荷载、轴心荷载、偏心荷载。在试验前一次加足,试验中保持其大小及方向不变。

1、试验荷载:应按国家有关设计规范来确定,或有关设计单位提供的技术数据来确定。

2、加载型式

墙—垂直加载,沿整个宽度通过加载梁加载;

楼板和屋面板—均布加载;

梁—垂直加载,折算成集中荷载;

柱—垂直加载,分轴压、偏心两种情况。

3、加载设备:液压方式、机械方式或重质块。

(四)测温系统

1、炉内温度测量:丝径为0.75~1.00mm热电偶和记录仪。

2、试件背火面的温度:丝径为0.5mm的热电偶与铜片焊接,并用石棉堑覆盖。

3、试件内部温度测量:把热电偶预埋在构件内。

(五)压力、变形测试系统

1、炉压应保持正压,用压力传感器来测试。

2、水平构件需测挠度,可用测挠仪。

(六)试件要求

试件尺寸、制作养护、安装固定与实际一致。

3 常用建筑构件的耐火极限

一、墙的耐火极限

1、普通粘土砖墙、钢砼墙的耐火极限大量试验证明,耐火极限与厚度成正比。

厚度(mm)120180240370

耐火极限(h)2.503.505.5010.50

2、加气砼墙的耐火极限

耐火极限与厚度也基本是成正比。

如加气砼砌块墙(非承重墙)

厚度(mm)75100200

耐火极限(h)2.506.008.00

3、轻质隔墙

木龙骨——钢丝网抹灰:0.85h

石膏板:0.30h

水泥刨花板:0.30h

板条抹灰:0.85h

钢龙骨——单层石膏板

双层石膏板:1.00h以上

4、金属墙板的耐火极限

采用铝、钢、铝合金等薄板作两面,中间或是空气层或填矿棉、岩棉等隔热材料,耐火极限可达1.50~2.00h。

二、柱的耐火极限

1、钢砼柱的耐火极限

在通常情况下随柱截面增大而增大。如C20砼柱:

截面积(mm×mm)

耐火极限(h)

200×200

1.40h

300×300

3.00h

370×370

5.00h

2、钢柱的耐火极限:0.25h

三、梁的耐火极限

1、钢砼梁的耐火极限主要取决于主筋保护层的

厚度。

如非预应力钢砼简支梁:

保护层厚度(mm)10202530

耐火极限(h)1.201.752.002.30

2、无保护钢梁耐火极限为0.25h。

四、楼板的耐火极限

简支钢砼圆孔空心板

保护层厚度(mm)102030

耐火极限(h)0.91.251.50

预应力钢砼圆孔空心板

保护层厚度(mm)102030

耐火极限(h)0.40.70.85

五、吊顶的耐火极限

木吊顶搁栅——钢丝网抹灰:0.25h

板条抹灰:0.25h

纸面石膏板:0.25h

钢吊顶搁栅——石棉板:0.85h

双层石膏板:0.30h

钢丝网抹灰:0.25h

六:住宅排烟道、排气道的耐火极限

国家强制性标准《住宅建筑规范》(GB50368—2005)第9.4.3条强制性条文规定:排烟道、排气道等竖井应分别独立设置,其井壁应采用耐火极限不低于1.00h的不燃性构件。

公安部主编、国家建设部批准颁布的国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)第7.2.9条强制性条文规定:排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井,应分别独立设置;其井壁应为耐火极限不低于1.00h的不燃烧体。

4 影响因素

(一)完整性

1、砼的含水量

2、构件的接缝或填缝材料

(二)绝热性

1、材料的导温系数

2、构件的厚度

(三)稳定性

1、构件材料的燃烧性能

2、有效荷载量

3、钢材品种

4、实际材料强度

5、截面形状与尺寸

6、配筋方式

7、配筋率

8、表面保护

9、受力状态

10、支承条件

5 提高措施

1、处理好接缝,防止出现穿透性裂缝;

2、使用导热(温)系数低的材料或加大构件厚度;

3、使用不燃材料;

4、构件表面抹灰或喷涂防火涂料;

5、加大构件截面,主要是加大宽度;

6、配16Mn、15MnV钢,把粗筋置于内层,细筋置于外层;

7、提高钢筋、砼的强度等级;

8、改变支承条件,增加约束。

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