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1、第三章建筑物耐火设计 一、建筑构件的耐火性能一、建筑构件的耐火性能 二、建筑构件的耐火试验二、建筑构件的耐火试验 三、建筑物的耐火等级三、建筑物的耐火等级 第一节第一节建筑构件的建筑构件的耐火性能耐火性能 燃烧性能燃烧性能 耐火极限耐火极限 一、构件的燃烧性能一、构件的燃烧性能 1 1、非燃烧体：用非燃材料做成的构件称、非燃烧体：用非燃材料做成的构件称 。 2 2、难燃烧体：用难燃烧材料做成的构件或用燃烧材、难燃烧体：用难燃烧材料做成的构件或用燃烧材 料做成而用非燃烧材料做保护层的构件。料做成而用非燃烧材料做保护层的构件。 3 3、可燃性构件：用可燃烧性材料做成的构件。、可燃性构件：用可燃烧性
2、材料做成的构件。 二二、建筑构件的耐火极限建筑构件的耐火极限 （一一）耐火极限的定义耐火极限的定义 对任一建筑构件进行标准耐火试验对任一建筑构件进行标准耐火试验，从受到火的作用时起从受到火的作用时起， 到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止，这做抵抗火的作用这做抵抗火的作用 时间称耐火极限时间称耐火极限。（以小时计以小时计） 1、失去承载能力：构件在试验中失去支持能力或抗变形能力失去承载能力：构件在试验中失去支持能力或抗变形能力。 （1）极限弯曲形变量极限弯曲形变量（mm）（2）极限轴向压缩变形量极限轴向压缩变形量 2、失去完整性：分隔构件失去阻止火焰和高温气
3、体穿透或阻失去完整性：分隔构件失去阻止火焰和高温气体穿透或阻 止其背火面出现火焰的性能止其背火面出现火焰的性能。 （出现穿透性裂缝或孔隙；在出现穿透性裂缝或孔隙；在2-3cm处放一新鲜棉花垫处放一新鲜棉花垫 10010020mm，停留时间停留时间10-30秒秒，发生炭化或燃烧发生炭化或燃烧） 3、失去绝热性：指分隔构件失去隔绝过量热传导的性能失去绝热性：指分隔构件失去隔绝过量热传导的性能。 背火面测平均温度超过初始温度背火面测平均温度超过初始温度140或任一测点温度超过初或任一测点温度超过初 始温度始温度180 或任一测点温度达到或任一测点温度达到220 。 （二）耐火极限的判定（二）耐火极限
4、的判定 1、分隔构件：失去完整性或绝热性、分隔构件：失去完整性或绝热性 2、承重构件：失去稳定性、承重构件：失去稳定性 3、承重分隔构件：由稳定性、完整性、绝热性三个、承重分隔构件：由稳定性、完整性、绝热性三个 条件控制条件控制 （三）建筑构件耐火极限的意义（三）建筑构件耐火极限的意义 1、为正确制定和贯彻建筑防火法规提供科学依据。、为正确制定和贯彻建筑防火法规提供科学依据。 2、为提高建筑结构耐火性能和建筑物的耐火等级。降、为提高建筑结构耐火性能和建筑物的耐火等级。降 低防火投资，减少火灾损失提供技术措施。低防火投资，减少火灾损失提供技术措施。 3、为火灾烧损后建筑结构的加固工作提供依据。、
5、为火灾烧损后建筑结构的加固工作提供依据。 4、是衡量建筑物耐火等级的主要指标。、是衡量建筑物耐火等级的主要指标。 三、三、 建筑构件的耐火试验条件建筑构件的耐火试验条件 （一）升温条件：（一）升温条件： （二）压力条件（二）压力条件 （三）加载条件（三）加载条件 （四）构件的约束及边界条件（四）构件的约束及边界条件 （五）受火条件（五）受火条件 （六）试件要求（六）试件要求 （一）升温条件（一）升温条件 TT0=345lg（8t1） （二）压力条件：（二）压力条件：10min后，炉内应达到正压条件。后，炉内应达到正压条件。 水平构件：在试件底面以下水平构件：在试件底面以下100mm外的水平面上
6、保持外的水平面上保持105Pa压力压力 垂直构件：试件垂直构件：试件2/3高度以上范围保持正压，炉内高度以上范围保持正压，炉内3m高度，距试件高度，距试件 100mm处应保持处应保持20 5Pa压力。压力。 （三）加载条件：（三）加载条件： 1、荷载的量值：试验荷载设计荷载工作荷载、荷载的量值：试验荷载设计荷载工作荷载 2、加载的型式、加载的型式 （1）墙：垂直加载）墙：垂直加载 （2）楼板和屋面板：均布加载）楼板和屋面板：均布加载 （3）梁：垂直加载在总长度）梁：垂直加载在总长度1/8，3/8，5/8，7/8四处加载四处加载 （4）柱：垂直加载）柱：垂直加载 （四）构件的约束及边界条件（四）
7、构件的约束及边界条件 反映构件实际使用中的情况反映构件实际使用中的情况 （五）受火条件（五）受火条件 墙壁、隔板、门窗墙壁、隔板、门窗一面受火一面受火 楼板、屋面板、吊顶楼板、屋面板、吊顶下面受火下面受火 横梁横梁两侧和底面共三面受火两侧和底面共三面受火 柱子柱子所有垂直面受火所有垂直面受火 （六）试件要求（六）试件要求 1、结构：试件的制作与安装应反映构件在实际中的使用、结构：试件的制作与安装应反映构件在实际中的使用 情况情况 2、尺寸：应与实际尺寸相同，当构件尺寸试验炉所容、尺寸：应与实际尺寸相同，当构件尺寸试验炉所容 纳尺寸，应：纳尺寸，应： 墙：墙：3m高高3m宽；梁：宽；梁：4m跨度
8、；柱：跨度；柱：3m高高 楼板及屋面板：四面支承，楼板及屋面板：四面支承，4m长长3m宽宽 四、建筑构件的耐火试验装置四、建筑构件的耐火试验装置 （一）燃烧试验炉（一）燃烧试验炉 1、墙炉墙炉：适用于各类墙体、门窗的耐火试验：适用于各类墙体、门窗的耐火试验 2、梁板炉：适用于楼板、屋面板、梁、吊顶的耐火试验、梁板炉：适用于楼板、屋面板、梁、吊顶的耐火试验 3、柱炉（天津与加拿大共同开发的项目）、柱炉（天津与加拿大共同开发的项目） （1）燃烧炉特点：）燃烧炉特点：2.6m2.6m(3-4.2)m 1）炉体：采用工业炉）炉体：采用工业炉A型结构：即型结构：即232mm粘土质耐火砖耐火粘土质耐火砖耐
9、火 层层116mm厚硅藻土砖保温层厚硅藻土砖保温层10mm厚硅酸铝耐火纤维毡隔厚硅酸铝耐火纤维毡隔 热层热层5mm厚钢板外壳，内衬厚钢板外壳，内衬50mm厚耐高温耐火纤维材料，厚耐高温耐火纤维材料， 试验试验6h 炉壳升温只有炉壳升温只有12C。 2）燃烧室内：每面墙设燃烧室内：每面墙设4个喷嘴，使炉温均匀性好，左右分设个喷嘴，使炉温均匀性好，左右分设 烟道，每条烟道，每条5个排烟口，并设观察孔，测温孔。个排烟口，并设观察孔，测温孔。 3）采用可升降的轻质炉顶，扩大试验范围。）采用可升降的轻质炉顶，扩大试验范围。 4）炉体前面采用插板吊装炉门。）炉体前面采用插板吊装炉门。 （2）试验范围）试验
10、范围 1）种类：钢柱、钢砼柱、偏心柱）种类：钢柱、钢砼柱、偏心柱 2）约束情况）约束情况 （3）加载系统）加载系统 加载能力：轴向荷载、偏心荷载加载能力：轴向荷载、偏心荷载 加载方式：液压系统加载方式：液压系统 （二）燃烧系统（二）燃烧系统 1、燃料的选择：天然气、煤气、轻柴油、燃料的选择：天然气、煤气、轻柴油 2、喷嘴设置：小而多、喷嘴设置：小而多 3、炉温控制、炉温控制 （1）增减燃烧喷嘴的数量）增减燃烧喷嘴的数量 （2）调整喷嘴的油压及风压）调整喷嘴的油压及风压 （3）调整烟道闸板的位置）调整烟道闸板的位置 （三）加载设备（三）加载设备 液压系统和重质块液压系统和重质块 （四）测温仪器（
11、四）测温仪器 1、炉内温度测量：丝径为、炉内温度测量：丝径为0.75-1.0mm热电偶和记录仪热电偶和记录仪 2、试件背火面温度测量：丝径为、试件背火面温度测量：丝径为0.5mm的热电偶与铜片焊的热电偶与铜片焊 接，并用石棉垫覆盖。接，并用石棉垫覆盖。 3、试件内部温度测量：把热电偶预埋在构件内。、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（五）压力、变形测试系统 1、炉内应保持正压、炉内应保持正压 2、水平构件需测挠度、水平构件需测挠度 五、五、建筑构件的耐火试验过程建筑构件的耐火试验过程 （一）试件设计、安装及加荷（一）试件设计、安装及加荷 （二）试验的开始和结束（
12、二）试验的开始和结束 （三）测量与观察（三）测量与观察 1、测量的次数、测量的次数 2、热电偶布置、热电偶布置 3、试件变形测量、试件变形测量 4、试件完整性测量、试件完整性测量 5、荷载测量及其它观测、荷载测量及其它观测 （四）试验报告（四）试验报告 建筑中的燃烧试验建筑中的燃烧试验 六、常用建筑构件的耐火极限六、常用建筑构件的耐火极限 （一）墙的耐火极限（一）墙的耐火极限 1、普通粘土砖墙、钢砼墙的耐火极限，与厚度有关、普通粘土砖墙、钢砼墙的耐火极限，与厚度有关 厚度（厚度（mm）：）：120 180 240 370 极限（极限（h）：）：2.5 3.5 5.5 10.5 2、加气砼墙：、
13、加气砼墙：75 mm2.5h 3、轻质隔墙：木龙骨、轻质隔墙：木龙骨 钢丝网抹灰钢丝网抹灰 0.85h 石膏板石膏板 0.30h 水泥刨花板水泥刨花板 0.3h 板条抹灰板条抹灰 0.85h 钢龙骨：双层石膏板钢龙骨：双层石膏板 1h 以上以上 4、金属墙板：铝钢中间加隔热料、金属墙板：铝钢中间加隔热料 1.5-2.0h （二）柱的耐火极限（二）柱的耐火极限 1、钢砼柱的耐火极限、钢砼柱的耐火极限 C20砼柱：砼柱：200200mm 1.4h 300300mm 3.0h 370370mm 5.0h 2、钢柱的耐火极限：、钢柱的耐火极限：0.25h （三）梁的耐火极限（三）梁的耐火极限 1、取决
14、于主筋保护层的厚度、取决于主筋保护层的厚度 非预应力钢砼简支梁：非预应力钢砼简支梁：10mm 20mm 25mm 35mm 1.2h 1.75h 2.0h 2.3h 2、无保护钢梁：、无保护钢梁：0.25h （四）楼板的耐火极限（四）楼板的耐火极限 简支钢砼园孔空心板（非预应力）简支钢砼园孔空心板（非预应力） 保护层厚度（保护层厚度（mm）：）：10 20 30 耐火极限耐火极限(h): 0.9 1.25 1.5 预应力钢砼园孔空心板：预应力钢砼园孔空心板： 保护层厚度（保护层厚度（mm） 10 20 30 耐火极限（耐火极限（h)：0.4 0.7 0.85 （五）吊顶的耐火极限（五）吊顶的耐
15、火极限 木吊顶搁栅木吊顶搁栅钢丝网抹灰：钢丝网抹灰：0.25h 铝吊顶搁栅铝吊顶搁栅石棉板：石棉板：0.85h,双层石膏板双层石膏板0.3h钢丝网抹钢丝网抹 灰灰0.25h （六）屋顶承重构件（六）屋顶承重构件屋架：钢屋架：钢0.25h，钢砼保护层，钢砼保护层25- 30mm，1.5-1.7h 七、影响构件耐火极限的因素七、影响构件耐火极限的因素 （一）影响构件耐火极限的因素（一）影响构件耐火极限的因素 1、完整性：、完整性：易发生爆裂、局部破坏、构件接缝处易发生爆裂、局部破坏、构件接缝处 2、绝热性：、绝热性：材料导温系数和构件厚度材料导温系数和构件厚度 3、稳定性、稳定性 （1）材料的燃烧性能。）材料的燃烧性能。 （2）有效荷载量值。）有效荷载量值。 （3）实际材料强度。）实际材料强度。 （4）钢筋混凝土梁支座截面优于跨中截面。）钢筋混凝土梁支座截面优于跨中截面。 （5）钢筋混凝土）钢筋混凝土T形梁、十字形梁、花蓝形梁优于形梁、十字形梁、花蓝形梁优于 矩形梁。矩形梁。 （6）钢筋混凝土梁双排配筋优于单排配筋，二级钢）钢筋混凝土梁双排配筋优于单排配筋，二级钢 优于一级钢。优于一级钢。 （7）连续梁优于简支梁。）连续梁优于简支梁。 （8）钢筋混凝土轴心受压柱优于小偏心受压柱，小偏心）钢
