建筑耐火等级实用教案

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1、2022-4-30耐火等级11、建筑构件的燃烧(rnsho)性能与耐火极限建筑物基本构件： 墙、柱、梁、楼板、屋架(wji)、吊顶、屋面、 门窗、楼梯等。第1页/共45页第一页，共46页。2022-4-30耐火等级21.1建筑物构件(gujin)的燃烧性 决定建筑物耐火等级的因素(yn s) 建筑构件的燃烧性能 建筑构件的耐火极限 建筑构件燃烧性能分类（按明火作用下的变化） 不燃烧体：用不燃烧材料做成的建筑构件。 难燃烧体：用难燃烧材料做成的建筑构件或用燃烧材料做成而用不燃烧材料做保护层的建筑构件。 燃烧体：用燃烧材料做成的建筑构件第2页/共45页第二页，共46页。2022-4-30耐火等级3

2、1.2建筑材料燃烧(rnsho)性能及其测试方法 建筑材料的分级标准(biozhn) 建筑材料燃烧性能分级方法 GB8624-88 建筑材料燃烧性能分级表（P153-156）级级别别符符号号 级级别别名名称称 试试验验方方法法标标准准 A 不不燃燃性性建建筑筑材材料料 GB5464-85 B1 难难燃燃性性建建筑筑材材料料 GB8625-88 B2 可可燃燃性性建建筑筑材材料料 GB8626-88 B3 易易燃燃性性建建筑筑材材料料 不不试试验验 第3页/共45页第三页，共46页。2022-4-30耐火等级41.3建筑(jinzh)构件的耐火极限 耐火极限的概念 建筑构件按时间温度标准曲线（国

3、际标准ISO830的标准火灾升温曲线）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止的这段时间，用小时表示(biosh)。 确定建筑构件耐火极限的条件（3个之一） 失去支持能力（挠度超过设计规定值、失稳、垮塌、解体） 完整性被破坏（发生穿透裂缝或孔洞） 失去隔火作用（背火面温度足以点燃燃点较低的可燃物，平均温升140，或任一点温升180，或任一点温度达到220 ）第4页/共45页第四页，共46页。2022-4-30耐火等级51.3建筑(jinzh)构件的耐火极限影响建筑(jinzh)构件的耐火极限的因素： 材料性能； 构件尺寸； 保护层厚度； 构件在结构中的连

4、接方式等。第5页/共45页第五页，共46页。2022-4-30耐火等级6第6页/共45页第六页，共46页。2022-4-30耐火等级76080170第7页/共45页第七页，共46页。2022-4-30耐火等级8不同(b tn)楼板耐火极限从表4-1中可以看出：楼板耐火极限随着保护层厚度的增加而增加； 随着荷载的增加而减小； 支撑条件不同时(tngsh)，耐火极限也不相同。其基本规律：四面简支现浇扳非预应力板预应力扳。原因：四面简支现浇板在火灾温度作用下，挠度的增加比后二者都慢非预应力板次之。第8页/共45页第八页，共46页。2022-4-30耐火等级92、建筑(jinzh)耐火等级 耐火等级的

5、概念 是衡量建筑( jinzh)物抵抗火灾能力的标准； 由建筑( jinzh)构件的燃烧性能和耐火极限中最低者决定。 划分建筑( jinzh)物耐火等级的意义 不同重要性的建筑( jinzh)选择相应的耐火等级，有利于建筑( jinzh)的消防安全； 有利于节约投资。第9页/共45页第九页，共46页。2022-4-30耐火等级102、建筑(jinzh)耐火等级 耐火(nai hu)等级的划分 以建筑的楼板为基准； 凡比楼板重要的构件其耐火(nai hu)极限相应提高。 建筑物耐火(nai hu)等级的划分 建筑设计防火规范将建筑物划分四级，其中一级耐火(nai hu)能力最强，四级最差； 高层

6、民用建筑设计防火规范将建筑物划分两级，其中一级耐火(nai hu)能力最强，二级次之。第10页/共45页第十页，共46页。2022-4-30耐火等级11楼板耐火(nai hu)极限 计资料分析表明：火灾持续时间在2h以内的占火灾总数(zngsh)的占90以上；火灾持续时间在1.5h以内的占总数(zngsh)的88；火灾持续时间在lh以内的占80。 因此:将一级建筑的楼板的耐火极限定为1.5h，二级的定为1h,三级的定为0.5h 。 这样，80以上的一、二级建筑物不会被烧垮。 此外: 我国耐火等级高的建筑物占多数，通常采用的钢筋混凝土楼板的保护层厚为15cm其耐火极限为1h，故从这一实际情况来看

7、，规定二级建筑楼板的耐火极限为1h是比较合理的。第11页/共45页第十一页，共46页。2022-4-30耐火等级12其他构件耐火(nai hu)极限 建筑结构( jigu)传力路线：楼板(lubn)梁柱（墙）基础凡比楼板重要的构件，其耐火极限要有相应的提高。第12页/共45页第十二页，共46页。第13页/共45页第十三页，共46页。燃烧性能和耐火极限( (h)h)构件名称耐火等级一级二级墙防火墙不燃烧体3.003.00不燃体3.003.00承重墙、楼梯间、电梯井和住宅单元之间的墙不燃烧体2.002.00不燃烧体2.002.00非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙不燃烧体1.001.00不燃烧体1.0

8、01.00房间隔墙不燃烧体0.750.75不燃烧体0.500.50柱不燃烧体3.003.00不燃烧体2.502.50梁不燃烧体2.002.00不燃烧体1.501.50楼板、疏散楼梯、屋顶承重构件不燃烧体1.501.50不燃烧体1.001.00吊顶不燃烧体0.250.25难燃烧体 0.25 0.25第14页/共45页第十四页，共46页。2022-4-30耐火等级15一级全是非燃烧体二级除吊顶为难燃烧(rnsho)体，其余全是非燃烧(rnsho)体第15页/共45页第十五页，共46页。2022-4-30耐火等级16例4-1 确定(qudng)建筑物的耐火等级第16页/共45页第十六页，共46页。2

9、022-4-30耐火等级17第17页/共45页第十七页，共46页。2022-4-30耐火等级183、建筑(jinzh)耐火等级的选定 选定建筑物的耐火等级应考虑的主要因素 建筑的重要性：重要的、人员集中、物资集中的建筑耐火等级高，一般的建筑耐火等级可以适当低一些。 建筑物的高度：建筑越高，耐火等级要求越高，一类高层建筑不低于一级，二类高层不低于二级。 使用(shyng)性质和火灾危险性：火灾危险性越大的耐火等级应越高。第18页/共45页第十八页，共46页。第4 4章 建筑(jinzh)(jinzh)耐火等级与耐火设计第2节 混凝土构件(gujin)的耐火性能第19页/共45页第十九页，共46页

10、。2022-4-30耐火等级201、混凝土在高温(gown)下的抗压强度第20页/共45页第二十页，共46页。2022-4-30耐火等级211、混凝土在高温(gown)下的抗压强度 低于300时，温升对强度影响不大，甚至还略有(l yu)增大； 高于300后，强度随温升而基本上呈线性下降趋势，至600时，强度仅为常温时的45。 温度升到1000时，强度变为零。第21页/共45页第二十一页，共46页。2022-4-30耐火等级222、混凝土高温(gown)下的抗拉强度第22页/共45页第二十二页，共46页。2022-4-30耐火等级232、混凝土高温(gown)下的抗拉强度 抗拉强度(kn l

11、qin d)影响到混凝土的开裂，外部的开裂会将内部的钢筋直接暴露在火中，导致构件迅速失稳。 混凝土抗拉强度(kn l qin d)自50起随温度的上升呈直线下降趋势； 当温度达到600时，抗拉强度(kn l qin d)值为零。 与抗压强度相比，抗拉强度(kn l qin d)对温度更敏感。第23页/共45页第二十三页，共46页。2022-4-30耐火等级243、弹性模量(tn xn m lin)的变化 弹性模量(tn xn m lin)是结构计算的一个重要物理参数，此性能的好坏对结构的稳定性具有极大的影响。 温度低于50时，其弹性模量(tn xn m lin)变化很小； 200时的弹性模量(

12、tn xn m lin)只有常温下的一半； 400时弹性模量(tn xn m lin)下降为常温下的15%; 600是弹性模量(tn xn m lin)只有常温下的5。第24页/共45页第二十四页，共46页。2022-4-30耐火等级253、弹性模量(tn xn m lin)的变化第25页/共45页第二十五页，共46页。2022-4-30耐火等级264、高温(gown)时钢筋混凝土的破坏 钢筋混凝土的粘结力，主要是由 混凝土硬结时将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力 钢筋表面(biomin)凹凸不平而产生的机械咬合力 钢筋与混凝土接触表面(biomin)的相互胶结力 所组成。 粘结力与钢筋表面(bio

13、min)的粗糙度有关；第26页/共45页第二十六页，共46页。2022-4-30耐火等级274、高温(gown)时钢筋混凝土的破坏 粘结力与钢筋表面(biomin)的粗糙度有关； 光面钢筋在100时粘结力降低约25；200时降低约45；250时降低约60；而在450时，粘结力几乎为零。 非光面钢筋在450时才降低25。 原因: 光面钢筋与混凝土之间的粘结力主要要取决于摩擦力和胶结力；在高温作用下，混凝土中水分排出，出现干缩的微裂缝，混凝土抗拉强度急剧降低，二者的摩擦力与胶结力迅速降低。 而非光面钢筋与混凝土的粘结力，主要取决于钢筋表回螺纹与混凝土之间的咬合力在250 以下时。由于混凝土抗压强度

14、的增加，二者之间的咬合力降低较小；随着温度继续升高，混凝土被拉出裂缝，粘结力逐渐降低。第27页/共45页第二十七页，共46页。2022-4-30耐火等级28 钢筋随着温度的升高蠕变加大，350时更加明显。蠕变使钢筋截面变小(bin xio)，构件中部挠度加大，受火面混凝土裂缝加宽，使受力主筋直接受火作用，承载力迅速降低。同时，混凝土在300400时强度下降，最终导致钢筋混凝土完全失去承载能力而破坏。4、高温(gown)时钢筋混凝土的破坏第28页/共45页第二十八页，共46页。2022-4-30耐火等级295、钢筋混凝土在火灾(huzi)作用下的爆裂 爆裂是钢筋混凝土构件(gujin)在火灾中的

15、常见现象； 后果： 1、导致构件(gujin)构件(gujin)丧失原有的力学强度； 2、使钢筋暴露于火中，使构件(gujin)出现穿透裂缝，失去隔火作用，并最终使结构丧失稳定或失去承载力而倒塌破坏。 爆裂的原因：外部荷载应力；混凝土内部的水分蒸发产生的热应力。第29页/共45页第二十九页，共46页。2022-4-30耐火等级306、保护层厚度(hud)对钢筋混凝土构件耐火性能的影响第30页/共45页第三十页，共46页。2022-4-30耐火等级31 火灾中，钢筋混凝土内部的温度由表及里呈递减状态； 加大钢筋混凝土构件受拉区保护层厚度，是降低钢筋温度、提高构件耐火性能的重要措施之一。 预应力钢

16、筋混凝土构件受火作用(zuyng)时，导致钢筋的徐变，温度300左右时，预应力几乎全部丧失，导致构件突然失去承载力而破坏。 预应力钢筋混泥土构件比非预应力耐火时间短。第31页/共45页第三十一页，共46页。2022-4-30耐火等级32第32页/共45页第三十二页，共46页。2022-4-30耐火等级33第3节 钢结构的耐火(nai hu)设计 钢材在高温下的力学性能 强度：随温度(wnd)的升高而逐渐下降。温度(wnd)小于175时，强度略有升高；温度(wnd)达到500时，强度只有常温时的30；当温度(wnd)达到750时，可认为钢材强度已完全丧失。 弹性模量：随温度(wnd)的升高而持续

17、下降。 热膨胀系数：与温度(wnd)成正比。第33页/共45页第三十三页，共46页。2022-4-30耐火等级34钢材(gngci)在高温下的力学性能第34页/共45页第三十四页，共46页。2022-4-30耐火等级35钢材(gngci)在高温下的力学性能第35页/共45页第三十五页，共46页。2022-4-30耐火等级36钢材(gngci)在高温下的力学性能第36页/共45页第三十六页，共46页。2022-4-30耐火等级37钢结构屋盖火灾(huzi)倒塌案例建筑名称建筑名称结构类型结构类型火灾日期火灾日期破坏情况破坏情况重庆天原化工厂重庆天原化工厂钢屋架钢屋架1960.2.1820min倒

18、塌倒塌上海文化广场上海文化广场钢屋架钢屋架1969.12倒塌倒塌天津体育馆天津体育馆钢屋架钢屋架1973.5.519min倒塌倒塌长春卷烟厂长春卷烟厂钢木屋架钢木屋架1981.4.5倒塌倒塌北京友谊宾馆剧场北京友谊宾馆剧场钢木屋架钢木屋架1983.1220min倒塌倒塌唐山市棉纺织厂唐山市棉纺织厂钢梁钢梁1986.2.820min倒塌倒塌北京高压气瓶厂北京高压气瓶厂钢屋架钢屋架1986.4.8倒塌倒塌江油电厂俱乐部江油电厂俱乐部钢屋架钢屋架1987.4.2120min倒塌倒塌第37页/共45页第三十七页，共46页。2022-4-30耐火等级38第3节 钢结构的耐火(nai hu)设计 钢结构的

19、耐火保护方法 截流法：减少传到构件上的热量 喷涂防火涂料(tlio) 包封耐火材料 屏蔽法保护：用不燃材料墙体或吊顶保护 水喷淋保护 疏导法： 充水保护第38页/共45页第三十八页，共46页。2022-4-30耐火等级39钢结构的耐火保护(boh)方法 现浇法 喷涂法 粘贴(zhnti)法 吊顶法第39页/共45页第三十九页，共46页。2022-4-30耐火等级40第40页/共45页第四十页，共46页。2022-4-30耐火等级41第41页/共45页第四十一页，共46页。2022-4-30耐火等级42第42页/共45页第四十二页，共46页。2022-4-30耐火等级43第4节 预应力构件(gu

20、jin)的耐火设计 预应力构件的火灾危险性 预应力构件在火灾温度作用下，钢筋很快松驰，预应力消失。当钢筋温度超过300后，预应力很快全部消失，构件中部挠度增加迅速，裂缝加大，钢筋受热加剧，导致预应力构件失去支持能力而垮塌。 大量实验(shyn)和火灾的实践证明，预应力构件受力钢筋保护层厚度为10mm时，耐火极限低于0.5h，不能满足二级耐火等级不小于1h 的要求。第43页/共45页第四十三页，共46页。2022-4-30耐火等级44第4节 预应力构件(gujin)的耐火设计 预应力构件的防火保护方法 增加预应力构件下部保护层厚度(hud)。 可以提高其耐火极限。当保护层厚度(hud)达到30m

21、m时，耐火极限可达50min。35mm时，可以满足二级耐火等级的要求。 在预应力构件的制作中配入适量的非预应力钢筋。 喷涂预应力混凝土防火涂料。 106预应力混凝土构件防火隔热涂料：楼板下表面喷涂5mm，楼板的耐火极限可由0.5h提高到1.8h。 TA预应力构件防火隔热涂料：楼板下表面涂8mm，其耐火极限由0.5h提高到1.6h以上。第44页/共45页第四十四页，共46页。2022-4-30耐火等级45谢谢您的观看(gunkn)！第45页/共45页第四十五页，共46页。NoImage内容(nirng)总结2021/11/25/周四。2021/11/25/周四。燃烧体：用燃烧材料做成的建筑构件。楼板耐火极限随着保护层厚度的增加而增加。支撑条件不同时，耐火极限也不相同。四面简支现浇扳非预应力板预应力扳。使用性质和火灾危险性：火灾危险性越大的耐火等级应越高。预应力钢筋混泥土(nt)构件比非预应力耐火时间短。温度达到500时，强度只有常温时的30。屏蔽法保护：用不燃材料墙体或吊顶保护。第44页/共45页。谢谢您的观看第四十六页，共46页。