對任一建築構件,按照時間—溫度標準曲線進行耐(nài)火試驗,從受火(huǒ)作用(yòng)時起,到(dào)構件失去穩定性或(huò)完整性或絕熱性時止,這段抵抗火的(de)作用時間,稱為耐火(huǒ)極(jí)限(xiàn),通常用小時(h)來表示。
(一)失去穩定性(xìng)
構件在(zài)試驗過程中失去支持能力或抗變形能力。
(1)外觀(guān)判斷:如牆發生垮塌(tā);梁板變形大(dà)於L/20;柱發生(shēng)垮塌或軸向變形大於h/100(mm)或軸向壓縮變形速度(dù)超過3h/1000(mm/min);
(2)受力主筋(jīn)溫度變化:16Mn鋼,510℃。
(二)失(shī)去完整性
適用於(yú)分隔構(gòu)件,如樓板、隔牆等。失去完整性的標誌:出現穿透性裂縫或穿火(huǒ)的孔隙。
(三)失去絕熱性
適用於分隔(gé)構件,如牆(qiáng)、樓板等。
失去絕熱性的標誌:下列兩個條件之一
試件背火麵測溫點(diǎn)平均溫升(shēng)達140℃;
試件背火麵測溫點任一點溫升達(dá)180℃.
建築構件耐火極限(xiàn)的三個判定條件(jiàn),實際(jì)應用時要(yào)具體問題具體分析:
(1)分隔(gé)構件(隔牆、吊頂、門窗):失去完整性或絕(jué)熱性;
(2)承重構件(梁(liáng)、柱、屋架):失去穩定性(xìng);
(3)承重分隔構件(承重牆、樓板):失去(qù)穩定性(xìng)或完(wán)整(zhěng)性或絕熱性。
(一)燃燒試驗爐
1、牆爐:適用各類牆體、門窗的耐(nài)火試驗。3.06m×1.26m×3.05m
2、梁板爐:適用於樓板、屋麵板、梁、吊頂等構件的耐火試驗。3.6m×4.6m×2.46m。
3、柱爐:天津所與加拿大共同開發的一個項目,達到國際先進水平。2.6m×2.6m×(3~4.2)m
(二)燃燒係統
1、燃料的選擇:可采用輕柴油、天燃氣、煤氣或丙烷氣等。
2、噴咀的設置:要求小而多。
3、爐溫控製:
(1)增減燃燒噴咀的數(shù)量;
(2)調噴咀的(de)油壓及風壓;
(3)調整煙道閘板的位置。
(三)加載係統
可模擬均(jun1)布荷載、集中荷載、軸(zhóu)心(xīn)荷載(zǎi)、偏心(xīn)荷載。在(zài)試驗前一次加足,試(shì)驗中保持其大小及方向不變。
1、試驗荷載:應按國家有關設計規(guī)範來(lái)確定,或有關設計單位提供的技術數據(jù)來確定。
2、加載型式(shì)
牆—垂直加載,沿整個寬度通過加載梁加載;
樓板和屋麵(miàn)板—均布加載;
梁—垂直加載,折算(suàn)成(chéng)集中荷載;
柱—垂直加載,分軸壓、偏心兩種情況。
3、加(jiā)載設備:液(yè)壓(yā)方式、機械方式或重質塊。
(四)測溫係統
1、爐內溫度測量:絲徑為0.75~1.00mm熱電偶和記錄儀。
2、試件背火麵的溫度:絲(sī)徑為0.5mm的熱電偶與銅片焊接,並用石棉塹(qiàn)覆蓋。
3、試件內部溫度測量:把熱(rè)電偶預埋在構件內。
(五)壓力、變形測試係統
1、爐壓應保持正壓,用壓力傳感器來測試。
2、水平(píng)構件需測撓度,可用測撓儀。
(六)試件要求
試件尺寸、製作養護、安裝固定與實際一致。
一、牆的耐火極限
1、普通粘土磚牆、鋼砼牆(qiáng)的耐火極限大量試驗證明,耐火極限與厚度(dù)成正(zhèng)比。
厚度(mm)120180240370
耐(nài)火極限(h)2.503.505.5010.50
2、加氣砼牆的耐火極限
耐火極(jí)限與(yǔ)厚度也基本是成正比。
如加氣砼(tóng)砌塊牆(非承重牆)
厚度(mm)75100200
耐火極限(h)2.506.008.00
3、輕質隔牆
木龍骨——鋼絲網(wǎng)抹灰:0.85h
石膏板:0.30h
水泥刨花板:0.30h
板條抹灰:0.85h
鋼龍骨——單層石膏板
雙層石膏板:1.00h以上(shàng)
4、金屬牆板的耐火極限
采用鋁、鋼、鋁合金等薄板作兩麵,中(zhōng)間或是空氣層或填礦(kuàng)棉、岩(yán)棉等隔熱材料,耐火極限可(kě)達1.50~2.00h。
二、柱的(de)耐火極限
1、鋼砼柱的耐火極限
在通常情況下隨柱截麵增(zēng)大而增大。如C20砼柱:
截麵積(mm×mm)
耐火極限(h)
200×200
1.40h
300×300
3.00h
370×370
5.00h
2、鋼柱的耐火(huǒ)極限:0.25h
三、梁的耐火極限
1、鋼砼梁的耐火極限(xiàn)主要取決於主筋保護層的(de)
厚度。
如非預應力鋼砼簡(jiǎn)支梁:
保護層厚度(mm)10202530
耐火極限(xiàn)(h)1.201.752.002.30
2、無保護鋼梁耐火極限為0.25h。
四、樓板的耐火(huǒ)極限
簡支鋼砼圓孔空心(xīn)板
保護層厚度(mm)102030
耐火極限(h)0.91.251.50
預應力鋼砼圓孔空心板
保護層(céng)厚度(mm)102030
耐火極限(h)0.40.70.85
五、吊頂的耐火(huǒ)極限
木吊頂擱柵——鋼絲網抹灰:0.25h
板條抹灰:0.25h
紙麵石膏板:0.25h
鋼吊頂擱柵——石(shí)棉(mián)板:0.85h
雙層(céng)石膏板:0.30h
鋼絲(sī)網抹灰:0.25h
六:住宅排煙道、排(pái)氣道的(de)耐火極限
國家強製性標準(zhǔn)《住宅建築規範》(GB50368—2005)第9.4.3條強製(zhì)性條文(wén)規定:排煙道、排氣(qì)道等豎井應分別獨立設置,其井壁應采用耐火極限不低於1.00h的不燃性構件(jiàn)。
公安部主編、國家建設部批準頒布的國家標準《建築設計防火規範》(GB50016—2006)第7.2.9條強(qiáng)製性條文規定:排煙道、排氣道、垃圾道等豎向管道井,應分別獨立設置;其井壁應為耐(nài)火極限不低於1.00h的不燃燒體。
(一)完整性
1、砼的含水量
2、構件的接縫或填(tián)縫(féng)材料
(二)絕熱性
1、材料的導溫係數
2、構件的厚度
(三)穩定性
1、構件材料的燃(rán)燒性能
2、有效荷載量
3、鋼材品種
4、實際材料強度
5、截麵形狀與尺寸
6、配筋方式
7、配筋率
8、表麵保護(hù)
9、受力狀態(tài)
10、支承條件
1、處理(lǐ)好接(jiē)縫,防止(zhǐ)出現(xiàn)穿透性裂縫(féng);
2、使用導熱(rè)(溫(wēn))係數低的材料或加大構件厚度;
3、使用不燃材料;
4、構件表(biǎo)麵抹灰或噴塗(tú)防火塗料;
5、加大構件截麵,主(zhǔ)要是加(jiā)大寬度;
6、配16Mn、15MnV鋼(gāng),把粗筋置(zhì)於(yú)內層,細筋置於外層;
7、提高鋼(gāng)筋、砼的強度等級;
8、改變支承條件,增加約束。