1、第第7章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉27.1 建筑構(gòu)件的燃燒性能建筑構(gòu)件的燃燒性能建筑構(gòu)件的耐火性能包括兩部分內(nèi)容：組成構(gòu)建材料的燃燒性能和構(gòu)件的耐火極限。 建筑構(gòu)件按其燃燒性能分為四大類：建筑構(gòu)件按其燃燒性能分為四大類： 一、不燃燒體不燃燒體：用不燃材料制成的構(gòu)件。不燃材料不燃材料：在空氣中遇到火燒或高溫作用時(shí)不起火、不微燃不炭化的材料。如磚、石、鋼材、砼(混凝土）等。二、難燃燒體難燃燒體：用難燃性材料做成的構(gòu)件或用燃燒性材料做成而用不燃燒材料做保護(hù)層的構(gòu)件。 難燃性材料難燃性材料：在空氣中遇到火燒或高溫作用時(shí)難起火、難微燃、難炭化，當(dāng)火源移

2、走后燃燒或微燃立即停止的材料。如經(jīng)過(guò)阻燃處理的木材、瀝青砼、水泥刨花板等。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉3三、可燃燒體可燃燒體：用燃燒材料做成的構(gòu)件。 可燃燒性材料可燃燒性材料：在空氣中遇到火燒或高溫作用時(shí)立即起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)燃燒或微燃的材料。如木材。四四、易燃燒體易燃燒體：用易燃燒材料做成的構(gòu)件。易燃燒材料易燃燒材料：凡達(dá)不到可燃性等級(jí)的材料均為易燃燒材料。如：油氈、裝飾用的錦緞等。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉47.2 建筑構(gòu)件的耐火極限建筑構(gòu)件的耐火極限 7.2.1 概述概述 1.定義:對(duì)任一建筑構(gòu)件，按照時(shí)間溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行耐火試驗(yàn)，從受火作用時(shí)起，到構(gòu)

3、件失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性(隔火作用)時(shí)止，這段抵抗火的作用時(shí)間，稱為耐火極限，通常用小時(shí)（h）來(lái)表示。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉5 1)失去穩(wěn)定性：構(gòu)件在試驗(yàn)中失去支持能力或抗變形能力。 （1）外觀判斷 （2）受力主筋溫度變化 Mn鋼510 2)失去完整性：分隔構(gòu)件失去阻止火焰和高溫氣體穿透或阻止其背火面出現(xiàn)火焰的性能。 （出現(xiàn)穿透性裂縫或孔隙；在2-3cm處放一新鮮棉花墊10010020mm，停留時(shí)間10-30秒，發(fā)生炭化或燃燒） 3)失去絕熱性：指分隔構(gòu)件失去隔絕過(guò)量熱傳導(dǎo)的性能。 背火面測(cè)平均溫度超過(guò)初始溫度140或任一測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)初始溫度180 或任一測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到22

4、0 。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉6 2.耐火極限的判定 分隔構(gòu)件：失去完整性或絕熱性 承重構(gòu)件：失去穩(wěn)定性 承重分隔構(gòu)件：由穩(wěn)定性、完整性、絕熱性三個(gè)條件控制 3.建筑構(gòu)件耐火極限的意義 為正確制定和貫徹建筑防火法規(guī)提供科學(xué)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，減少火災(zāi)損失提供技術(shù)措施。 為火災(zāi)燒損后建筑結(jié)構(gòu)的加固工作提供依據(jù)。 是衡量建筑物耐火等級(jí)的主要指標(biāo)。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉77.2.2 建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)條件建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)條件 建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法GB/T 99782008 代替GB/T 99781999 標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)必須遵循

5、的升溫條件、壓力條件、約束條件、受火條件和試件要求等。 1.升溫條件升溫條件 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間溫度曲線（標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線）溫度曲線（標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線）室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展過(guò)程分為三個(gè)階段： OA火災(zāi)初起階段 AC火災(zāi)發(fā)展階段 C點(diǎn)以后火災(zāi)熄滅階段 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉8在實(shí)際的火災(zāi)中，每一起火災(zāi)的時(shí)間-溫度曲線是各不相同的，但為了對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行耐火實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)其耐火極限進(jìn)行度量，必須人為規(guī)定一種能反映、模擬一般火災(zāi)規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)溫升條件，把它繪制成曲線就稱為時(shí)間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。 時(shí)間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線是指按特定的加溫方法，在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室條件下，所表示的現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)發(fā)展情況的一條理想化了的試驗(yàn)曲線

6、。該曲線以被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納，目的是為了對(duì)建筑構(gòu)件的極限耐火時(shí)間有一個(gè)統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉9 規(guī)定的熱電偶測(cè)得爐內(nèi)平均溫度，按以下關(guān)系式（見(jiàn)圖7.1）對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制：) 18lg(3450tTT其中 t試驗(yàn)加熱時(shí)間，min Tt時(shí)刻爐內(nèi)溫度， T0爐內(nèi)初始溫度，,應(yīng)在540范圍內(nèi)。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉10圖7.1 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間-溫度曲線2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉11 （二）壓力條件：(正壓操作) 1.一般要求保證沿爐內(nèi)高度處每米的壓力梯度值為8Pa。試驗(yàn)開(kāi)始5min后壓力值為（155）Pa，10min后壓力值為（173）Pa。

7、 2.垂直構(gòu)件試驗(yàn)爐運(yùn)行時(shí)，應(yīng)控制試件底面以下100 mm處的水平面或者檢測(cè)梁時(shí)在吊頂水平底面以下10mm處的爐內(nèi)壓力值為20Pa。 （三）加載條件： 1、荷載的量值：試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)荷載工作荷載 2、加載的型式（1）墻：垂直加載（2）樓板和屋面板：均布加載（3）梁：垂直加載在總長(zhǎng)度1/8，3/8，5/8，7/8四處加載（4）柱：垂直加載2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉12 （四）構(gòu)件的約束及邊界條件 反映構(gòu)件實(shí)際使用中的情況 （五）受火條件 墻壁、隔板、門窗一面受火 樓板、屋面板、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 （六）試件要求 1、結(jié)構(gòu)：試件的制作與安裝應(yīng)反映構(gòu)

8、件在實(shí)際中的使用情況 2、尺寸：應(yīng)與實(shí)際尺寸相同，當(dāng)構(gòu)件尺寸試驗(yàn)爐所容納尺寸，應(yīng)不得小于下述規(guī)定： 墻：3m高3m寬；梁：4m跨度；柱：3m高 樓板及屋面板：四面支承，4m長(zhǎng)3m寬2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉137.2.3 耐火極限的判定條件耐火極限的判定條件 （一）（一）失去穩(wěn)定性失去穩(wěn)定性 構(gòu)件在試驗(yàn)過(guò)程中失去支持能力或抗變形能力。此條件主要針對(duì)承重構(gòu)件。 （1）外觀判斷：如墻發(fā)生垮塌；梁板變形大于L/20（L為試件跨度）； 柱發(fā)生垮塌或軸向變形大于h/100（mm）或軸向壓縮變形速度超過(guò)3h/1000（mm/min）（h為試件在載爐內(nèi)的受火高度）； （2）受力主筋溫度變化：16

9、Mn鋼，510。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉14 （二）失去完整性適用于分隔構(gòu)件，如樓板、隔墻等。失去完整性的標(biāo)志：出現(xiàn)穿透性裂縫或穿火的孔隙。 （三）失去絕熱性 適用于分隔構(gòu)件，如墻、樓板等。 失去絕熱性的標(biāo)志：下列兩個(gè)條件之一 試件背火面測(cè)溫點(diǎn)平均溫升達(dá)140； 試件背火面測(cè)溫點(diǎn)任一點(diǎn)溫升達(dá)180. 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉15 建筑構(gòu)件耐火極限的三個(gè)判定條件，實(shí)際應(yīng)用時(shí)建筑構(gòu)件耐火極限的三個(gè)判定條件，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要具體問(wèn)題具體分析：要具體問(wèn)題具體分析： （1）分隔構(gòu)件（隔墻、吊頂、門窗）：失去完整性或絕熱性； （2）承重構(gòu)件（梁、柱、屋架）：失去穩(wěn)定性； （3）承

10、重分隔構(gòu)件（承重墻、樓板）：失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉16 影響耐火極限的因素影響耐火極限的因素 （1）材料的燃燒性能。材料的燃燒性能好，構(gòu)件耐火極限就低。 （2）構(gòu)件的截面尺寸。構(gòu)件的截面尺寸大，構(gòu)件的耐火極限就高。 （3）保護(hù)層的厚度。構(gòu)件的保護(hù)層厚度大，構(gòu)件的耐火極限就高。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉177.2.4 耐火極限試驗(yàn)裝置耐火極限試驗(yàn)裝置（一）燃燒試驗(yàn)爐1、墻爐：適用于各類墻體、門窗的耐火試驗(yàn), 3.06m1.26m3.05m2、梁板爐：適用于樓板、屋面板、梁、吊頂?shù)哪突鹪囼?yàn)3.6m4.6m2.46m3、柱爐（天津與加拿大共同開(kāi)

11、發(fā)的項(xiàng)目）（1）燃燒爐特點(diǎn)：2.6m2.6m(3-4.2)m1）爐體：采用工業(yè)爐A型結(jié)構(gòu)：即232mm粘土質(zhì)耐火磚耐火層116mm厚硅藻土磚保溫層10mm厚硅酸鋁耐火纖維氈隔熱層5mm厚鋼板外殼，內(nèi)襯50mm厚耐高溫耐火纖維材料，試驗(yàn)6h 爐殼升溫只有12C。2）燃燒室內(nèi)：每面墻設(shè)4個(gè)噴嘴，使?fàn)t溫均勻性好，左右分設(shè)煙道，每條5個(gè)排煙口，并設(shè)觀察孔，測(cè)溫孔。3）采用可升降的輕質(zhì)爐頂，擴(kuò)大試驗(yàn)范圍。4）爐體前面采用插板吊裝爐門。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉18 （2）試驗(yàn)范圍 1）種類：鋼柱、鋼砼柱、偏心柱 2）約束情況 （3）加載系統(tǒng) 加載能力：軸向荷載、偏心荷載 加載方式：液壓系統(tǒng)2

12、011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉19 （二）燃燒系統(tǒng) 1、燃料的選擇：天然氣、煤氣、輕柴油 2、噴嘴設(shè)置：小而多 3、爐溫控制 （1）增減燃燒噴嘴的數(shù)量 （2）調(diào)整噴嘴的油壓及風(fēng)壓 （3）調(diào)整煙道閘板的位置2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉20 （三）加載設(shè)備 可模擬均布荷載、集中荷載、軸心荷載、偏心荷載。在試驗(yàn)前一次加足，試驗(yàn)中保持其大小及方向不變。 1、試驗(yàn)荷載：應(yīng)按國(guó)家有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)確定，或有關(guān)設(shè)計(jì)單位提供的技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)確定。 2、加載型式主要包括 墻垂直加載，沿整個(gè)寬度通過(guò)加載梁加載； 樓板和屋面板均布加載； 梁垂直加載，折算成集中荷載； 柱垂直加載，分軸壓、偏心兩種情況。 3、

13、加載設(shè)備：液壓方式、機(jī)械方式或重質(zhì)塊。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉21 （四）測(cè)溫儀器 1、爐內(nèi)溫度測(cè)量：絲徑為0.75-1.0mm熱電偶和記錄儀 2、試件背火面溫度測(cè)量：絲徑為0.5mm的熱電偶與銅片焊接，并用石棉墊覆蓋。 3、試件內(nèi)部溫度測(cè)量：把熱電偶預(yù)埋在構(gòu)件內(nèi)。 （五）壓力、變形測(cè)試系統(tǒng) 1、爐內(nèi)應(yīng)保持正壓 2、水平構(gòu)件需測(cè)撓度2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉227.2.5 建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)過(guò)程建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)過(guò)程 （一）試件設(shè)計(jì)、安裝及加荷 （二）試驗(yàn)的開(kāi)始和結(jié)束 （三）測(cè)量與觀察 1、測(cè)量的次數(shù) 2、熱電偶布置 3、試件變形測(cè)量 4、試件完整性測(cè)量 5、荷載測(cè)

14、量及其它觀測(cè) （四）試驗(yàn)報(bào)告2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉23建筑中的燃燒試驗(yàn)2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉24墻墻 爐爐2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉25 防防 火火 門門 試試 驗(yàn)驗(yàn)2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉26試驗(yàn)爐右試驗(yàn)爐右2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉27試驗(yàn)爐左試驗(yàn)爐左2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉28試驗(yàn)結(jié)束后的防火門試驗(yàn)結(jié)束后的防火門2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉292011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉30柱 爐2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉31控控 制制 室室2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉327.3

15、 常用建筑構(gòu)件的耐火極限常用建筑構(gòu)件的耐火極限一、墻的耐火極限一、墻的耐火極限 1、普通粘土磚墻、鋼砼墻的耐火極限：、普通粘土磚墻、鋼砼墻的耐火極限： 大量試驗(yàn)證明，耐火極限與厚度成正比。 厚度（mm）120180240370耐火極限（h）2.503.505.5010.502011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉33 2、加氣砼墻的耐火極限、加氣砼墻的耐火極限 耐火極限與厚度也基本是成正比。如加氣砼砌塊墻（非承重墻） 加氣混凝土是以硅質(zhì)材料（砂、粉煤灰及含硅尾礦等）和鈣質(zhì)材料（石灰、水泥）為主要原料，摻加發(fā)氣劑（鋁粉），經(jīng)加水?dāng)嚢?，由化學(xué)反應(yīng)形成孔隙，通過(guò)澆注成型、預(yù)養(yǎng)切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)等工藝過(guò)程制

16、成的多孔硅酸鹽制品。厚度（mm）75100200耐火極限（h）2.506.008.002011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉34 3、輕質(zhì)隔墻、輕質(zhì)隔墻 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 ：1.00h 雙層石膏板：1.00h以上 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉35 4、金屬墻板的耐火極限、金屬墻板的耐火極限 采用鋁、鋼、鋁合金等薄板作兩面，中間或是空氣層或填礦棉、巖棉等隔熱材料，耐火極限可達(dá)1.502.00h。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉36二、柱的耐火極限二、柱的耐火極限 1、鋼砼柱的耐火極限

17、、鋼砼柱的耐火極限 在通常情況下隨柱截面增大而增大。如C20砼柱： 截面積（mmmm)耐火極限（h）2002001.40h3003003.00h3703705.00hn2、鋼柱的耐火極限：、鋼柱的耐火極限：0.25h 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉37三、梁的耐火極限三、梁的耐火極限 1、鋼砼梁的耐火極限：鋼砼梁的耐火極限：主要取決于主筋保護(hù)層的厚度。 如非預(yù)應(yīng)力鋼砼簡(jiǎn)支梁： 保護(hù)層厚度（mm）10202530耐火極限（h）1.201.752.002.302、無(wú)保護(hù)鋼梁耐火極限無(wú)保護(hù)鋼梁耐火極限：0.25h。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉38四、樓板的耐火極限四、樓板的耐火極

18、限 簡(jiǎn)支鋼砼圓孔空心板簡(jiǎn)支鋼砼圓孔空心板保護(hù)層厚度（mm）102030耐火極限（h）0.91.251.50 預(yù)應(yīng)力鋼砼圓孔空心板預(yù)應(yīng)力鋼砼圓孔空心板 保護(hù)層厚度（mm） 102030耐火極限（h）0.40.70.852011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉39五、吊頂?shù)哪突饦O限五、吊頂?shù)哪突饦O限 木吊頂擱柵鋼絲網(wǎng)抹灰：0.25h 板條抹灰：0.25h 紙面石膏板：0.25h 鋼絲網(wǎng)抹灰：0.25h 雙層石膏板：0.30h 鋼吊頂擱柵石棉板：0.85h 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉40六、屋頂承重構(gòu)件六、屋頂承重構(gòu)件屋架屋架 無(wú)保護(hù)鋼屋架無(wú)保護(hù)鋼屋架的耐火極限為0 .25h； 鋼砼屋架鋼

19、砼屋架的耐火極限主要取決于保護(hù)層厚度，一般保護(hù)層厚度為2530mm，耐火極限為1.501.70h。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉417.4 影響構(gòu)件耐火極限的因素及提高構(gòu)件耐火影響構(gòu)件耐火極限的因素及提高構(gòu)件耐火極限的措施極限的措施 一、影響構(gòu)件耐火極限的因素一、影響構(gòu)件耐火極限的因素 （一）完整性 1、砼的含水量 2、構(gòu)件的接縫或填縫材料 （二）絕熱性 1、材料的導(dǎo)溫系數(shù) 2、構(gòu)件的厚度 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉42 （三）穩(wěn)定性 （1）材料的燃燒性能。 （2）有效荷載量值。 （3）實(shí)際材料強(qiáng)度。 （4）鋼筋混凝土梁支座截面優(yōu)于跨中截面。 （5）鋼筋混凝土T形梁、十字

20、形梁、花藍(lán)形梁優(yōu)于矩形梁。 （6）鋼筋混凝土梁雙排配筋優(yōu)于單排配筋，二級(jí)鋼優(yōu)于一級(jí)鋼。 2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉43 （7）連續(xù)梁優(yōu)于簡(jiǎn)支梁。 （8）鋼筋混凝土軸心受壓柱優(yōu)于小偏心受壓柱，小偏心受壓柱優(yōu)于大偏心受壓柱。 （9）鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件受拉邊受到保護(hù)時(shí)優(yōu)于受壓邊受到保護(hù)時(shí)。 （10）鋼筋混凝土矩形柱優(yōu)于T形柱、L形柱、工形柱、十字形柱。 （11）靠墻柱優(yōu)于四面受火柱。 （12）截面（寬度）較大者優(yōu)于較小者。 （13）鋼筋混凝土構(gòu)件配筋率低者優(yōu)于配筋率高者。 （14）表面抹灰者優(yōu)于未抹灰者。 （15）主筋保護(hù)層厚度大者優(yōu)于保護(hù)層厚度小者。 2011.3西安科技大學(xué)安全教

21、研室李莉44二、提高構(gòu)件耐火極限的措施二、提高構(gòu)件耐火極限的措施 1、處理好構(gòu)件接縫構(gòu)造，防止發(fā)生穿透性裂縫。 2、使用導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料，或加大構(gòu)件厚度以提高其絕熱性。 3、使用非燃材料。 4、采用T形、花藍(lán)形和十字形截面梁。 5、改多跨簡(jiǎn)支梁為連續(xù)梁。 6、適當(dāng)加大主筋保護(hù)層厚度。 7、采用低合金鋼。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉45 8、改配較細(xì)的鋼筋，雙排配置，并把較粗的鋼筋配于截面中部和上層，較細(xì)的鋼筋配于截面角部和下層。 9、增大截面，主要增大截面寬度，降低配筋率。 10、構(gòu)件表面抹灰并驗(yàn)收厚度。 11、可能時(shí)在柱側(cè)面布置墻體以屏蔽熱量。 12、采用截面長(zhǎng)高比接近的矩形。

22、13、軸心受壓和小偏心受壓柱提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。 14、可能時(shí)減小柱偏心距。2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉46作業(yè) 1、鋼材為不燃材料，為什么鋼結(jié)構(gòu)在受火后約15分鐘出現(xiàn)變形和倒塌現(xiàn)象？ 2、混凝土爆裂的原因是什么？防止爆裂有哪些方法？ 3、影響耐火極限的因素有哪些？提高構(gòu)件耐火極限的措施有哪些？2011.3西安科技大學(xué)安全教研室李莉47 加氣混凝土的概念加氣混凝土的概念加氣混凝土是以硅質(zhì)材料（砂、粉煤灰及含硅尾礦等）和鈣質(zhì)材料（石灰、水泥）為主要原料，摻加發(fā)氣劑（鋁粉），通過(guò)配料、攪拌、澆注、預(yù)養(yǎng)、切割、蒸壓、養(yǎng)護(hù)等工藝過(guò)程制成的輕質(zhì)多孔硅酸鹽制品。 因其經(jīng)發(fā)氣后含有大量均勻而細(xì)小的氣孔，故名加氣混凝土。英文：A