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耐火极限

补充:0  浏览:8471  发布时间:2013-1-15
  耐火极限 Fire resistance rating 对任一建筑构件按时间一温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间,用小时表示。
  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。
  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、加载型式主要包括
  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)测温系统分为以下三个方面
  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、变形测试系统包括两个方面
  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。
  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)
  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、管道的耐火极限
  国家标准GB50368《住宅建筑规范》第 9.4.3条强制性规范规定住宅建筑中竖井的设置应符合下列要求: 电缆井、管道井、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1.0h的不燃性构件。
  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
  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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