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1、通用建筑构件的耐火性能建筑构件起火或受热会因受到结构破坏而失去稳定，造成建筑物倒塌和人员伤亡，因此建筑物必须具有一定的耐火能力。建筑构件耐火试验方法(GB/T 9978. 1-2008)将标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受火的作用时起，到失去稳定性、完整性或隔热性时止的这段时间称为耐火极限。并将在标准耐火试验条件下，承重或非承重建筑构件在一定时间内抵抗垮塌的能力，消防工程称为耐火稳定性。 我国防火设计中，构件的耐火极限时衡量建筑物耐火等级的主要指标.而承重构件的耐火极限是结构能否于火灾中保持稳定不倒塌的唯一保证。一、建筑构件的耐火试验 对耐火构件经行耐火试验，研究构件的耐火极限，可以
2、为正确制定和贯彻建筑防火法规提供依据，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，减小火灾损失提供技术措施，也和火灾烧损后建筑结构加固工作直接相关. 图2-4为标准时间-温度曲线，该曲线最早由英国提出，后来成为国际上通用的标准耐火实验的升温条件。它是为了方便按统一方法进行实验。根据数据积累给出的火灾在爆炸后的一种理想状态下的温度与时间的关系曲线。 耐火试验采用明火加热，使试件受到与实际火灾相似的火焰作用。为了模拟一般室内火灾的发展阶段，试验时，炉内气体的温度按下式控制: T-To=345 1g(8t+ 1)式中t升温时间，min; T-t时刻的炉内温度，; TO炉内初始温度，一般在
3、5-40度范围内。 在试验中，由于多种原因的影响，炉内温度完全按照上式升高是不可能的，会存在一定的误差。炉温偏离标准升温曲线的偏差d按照下式计算。/A-B/ d= - x100 B式中 A实际平均炉温曲线下的面积; B标准升温曲线下的面积; d-偏离标准升温曲线的偏差。 当t10min时，要求d15环;当1Ot30min时，要求d5%面积A，B的计算方法为:试验开始10min内，时间间隔小于1min;在1030min内，时间间隔小于1min;在10 - 30min间隔内,时间间隔小于2min;在30min以后，时间间隔小于5min.在此时间间隔下，把各间隔内温度曲线下的面积相加即得到A,B面积
4、。 二、影响建筑构件耐火性能的因素 构件耐火极限的判定条件有:完整性、绝热性和稳定性。所有影响构件这三条性能的因素都影响构件的耐火极限。 1.完整性 根据试验结果，凡易发生爆裂、局部破坏穿洞、构件接缝等都可能影响试件的完整性。当构件混凝土含水量较大时，受火时易于发生爆裂，使构件局部穿透。失去完整性。当构件接缝，.穿管密封处不严密，或填缝材料不耐火时，构件也易于在这些地方形成穿透性裂缝而失去完整性。2。绝热性 影响构件绝热性的因素主要有两个:材料的导温系数和构件厚度。材料导温系数越大，热量越易于传到背火而，所以绝热性差;反之则好。对于金属的导温系数比混凝土、砖大得多，所以墙体或楼板当有金属管道穿
5、过时，热量会由管道传向背火面而导致失去绝热性。由于热量是逐层传导，所以当构件厚度较大时，背火面达到某一温度的时间长，绝热性好。3.稳定性 凡影响构件高温承载力的因素都影响构件的稳定性。 构件材料的燃烧性能可燃材料构件由于本身发生燃烧，截面不断削弱，承载力不断降低。当构件自身承载力小于有效荷载作用下的内力时，构件破坏而失去稳定性。所以木材承重构件的稳定性总是比钢筋混凝土构件差。 有效荷载值 所谓有效荷载是指试验时构件所承受的实际重力荷载。有效荷载大时，产生的内力大，构件失去承载力的时间短，所以耐火性差;反之则好。 钢材品种不同的钢材，在温度作用下强度降低系数不同。普通低合金钢优于普通碳素钢，普通
6、碳钢优于冷加工钢，而高强钢丝最差。所以配置16 mm钢的构件稳定性较好，而预应力构件(多配冷拉钢筋或高强钢丝)最差。实际材料强度由于钢材和混凝土的强度受各种因素影响，是一随机变量。构件材料实际测定强度高者，耐火性好;反之则差。截面形状与尺寸矩形截面上热量为二维传导，温度较高，耐火性差;而圆形构件截面上为一维热传导，温度较低，耐火性较好。同为矩形截面，当截面周长与截面面积之比大者，截面接受热量多，内部温度高，耐火性较差;反之则好。矩形截面宽度小者，高温易于损伤内部材料，耐火性较差;反之则好。截面尺寸越大，热量越不易传进内部，耐火性好;反之则差。配筋方式当截面双层配筋或大直径钢筋配于中部，小直径钢
7、筋配于角部，则内层或中部钢筋温度低，强度高，耐火性好;反之则不好。配筋率柱子配筋率高者，耐火性差。因钢材强度降低幅度大于混凝土。 表面保护当构件表面有非燃性保护层时，如抹灰、喷涂防火徐料等，构件温度低，耐火性好。受力状态轴心受压柱耐火性优于小偏心受压柱，小偏心受压柱优于大偏心受压柱。原因也是钢材和混凝土在温度作用下强度降低系数不同。支承条件和计算长度连续梁或框架受火后会产生塑性变形内力重分布现象，所以耐火性大大优于简支梁。柱子计算长度越大，纵向弯曲作用越明显，耐火性越差;反之则好。三、建筑耐火构件的耐火极限要求建筑物的耐火等级分为四级，其构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表2-5中的规定(另有规
8、定者除外)。注:1.以木柱严重且以非燃烧材料作为墙体的建筑物，其耐火等级率按四级确定2.高层工业建筑的预制钢筋混凝土装配式结构，其节缝隙或金属承重构件节点的外露部位，应做防火保护层，其耐火极限不应低于本表相应构件的规定。3.二级耐火等级的建筑物吊顶，如采用非燃烧体时.其耐火极限不限。4.在二级耐火等级的建筑物中,面积不超过100m2的房间隔墙，如执行本表的规定有困难时，可采用耐火极限不低于0.3h的非燃烧体。5.一、二级耐火等级民用建筑疏散走道两侧的隔墙，按本表规定执行有困难时，可采用0.75h非燃烧体。 二级耐火等级的多层和高层工业建筑内存放可燃物的平均重量超过200kg/rn2的房间.其梁
9、、楼板的耐火极限应符合一级耐火等级的要求，但设有自动灭火设备时，其梁、楼板的耐火极限仍可按二级耐火等级的要求。承重构件为非燃烧体的工业建筑(甲、乙类库房和高层库房除外)，其非承重外墙为非燃烧体时，其耐火极限可降到0.25h,.为难燃烧体时，可降低到0.5h. 二级耐火等级建筑的楼板(高层工业建筑的楼板除外)，如耐火极限达到1h有困难时，可降低到0. 5h.上人的二级耐火等级建筑的平屋顶，其屋面板的耐火极限不低于1h. 二级耐火等级建筑的屋顶如采用耐火极限不低于0.5h的承重构件有困难时，可采用无保护层的金属构件。但甲、乙、丙类液体火焰能烧到的部位，应采取防火保护措施。 建筑物的屋面面层，应采用
10、不燃烧体，但一、二级耐火等级的建筑物，其不燃体屋面基层上可采用可燃卷材防水层。 高级旅馆的客房及公共活动用房、演播室、录音室及电化教室，大型中型电子计算机机房等建筑或部位的室内装修，宜采用非燃烧材料或难燃烧材料. 四、消防工程提高构件耐火极限的措施 提高构件耐火极限的措施可以采取以下措施。 处理好构件接缝构造，防止发生穿透性裂缝。 使用热导率低的材料，或增大构件厚度以提高构件隔热性。 使用非燃性材料。 构件表面抹灰或喷涂防火材料。 加大构件截面，主要加大宽度。 配置综合性能好、具有较高强度和良好的塑性、韧性的钢材料，把粗钢筋配于截面中部或构件内层，细钢筋配于角部或构件外层;梁采用相对较细、根数较多的钢筋。 柱子和连续梁可提高混凝土强度等级，其余承重构件可提高材料强度等级。 改变构件支撑条件，增加多余约束，做成超静定形式。8 / 8
通用建筑构件的耐火性能
