消防工程學(xué)第07章

1、消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 第第7 7章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗 n7.1 7.1 建筑構(gòu)件的耐火性能建筑構(gòu)件的耐火性能 n7.2 7.2 建筑構(gòu)件的耐火試驗條件建筑構(gòu)件的耐火試驗條件 n7.3 7.3 建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置 n7.4 7.4 建筑構(gòu)件的耐火試驗過程建筑構(gòu)件的耐火試驗過程 n7.5 7.5 影響建筑構(gòu)件的耐火極限的因素及影響建筑構(gòu)件的耐火極限的因素及 提高耐火極限的措施提高耐火極限的措施 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 7.1 7.1 建筑構(gòu)件的耐火性能建筑構(gòu)件的耐火性能 n組成構(gòu)件材料的燃燒性能

2、組成構(gòu)件材料的燃燒性能 n構(gòu)件的耐火極限構(gòu)件的耐火極限 建筑構(gòu)件的耐火性能包括以下兩個方面：建筑構(gòu)件的耐火性能包括以下兩個方面： 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 構(gòu)件的燃燒性能構(gòu)件的燃燒性能 n不燃性材料：不燃性材料：是指在空氣中受到火燒或高溫作用是指在空氣中受到火燒或高溫作用 時不起火、不微燃、不炭化的材料。如鋼材、混時不起火、不微燃、不炭化的材料。如鋼材、混 凝土、磚、砂漿、石材、陶瓷錦磚、石膏板、石凝土、磚、砂漿、石材、陶瓷錦磚、石膏板、石 棉瓦等。棉瓦等。 n難燃性材料：是指在空氣中受到火燒或高溫作用難燃性材料：是指在空氣中受到火燒或高溫作用 時難起火，當(dāng)火源移走后，燃燒立即停止的材

3、料。時難起火，當(dāng)火源移走后，燃燒立即停止的材料。 如經(jīng)過阻燃處理后的木材、塑料、板條抹灰隔墻如經(jīng)過阻燃處理后的木材、塑料、板條抹灰隔墻 等。等。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 構(gòu)件的燃燒性能構(gòu)件的燃燒性能 n可燃性材料：可燃性材料：是指在明火和高溫作用下起火，在是指在明火和高溫作用下起火，在 火源移走后繼續(xù)燃燒的材料。如天然木材、竹子、火源移走后繼續(xù)燃燒的材料。如天然木材、竹子、 塑料制品等。塑料制品等。 n易燃性材料：凡達不到可燃性等級的材料均為易易燃性材料：凡達不到可燃性等級的材料均為易 燃材料。如油氈、裝飾用的錦緞等。燃材料。如油氈、裝飾用的錦緞等。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章

4、 構(gòu)件的耐火極限構(gòu)件的耐火極限 n建筑構(gòu)件的耐火極限是指構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗中，建筑構(gòu)件的耐火極限是指構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗中， 從受到火的作用時起到失去穩(wěn)定性或完整性或絕從受到火的作用時起到失去穩(wěn)定性或完整性或絕 熱性（隔火作用）止，這段抵抗火作用的時間稱熱性（隔火作用）止，這段抵抗火作用的時間稱 為構(gòu)件的耐火極限，一般以為構(gòu)件的耐火極限，一般以h h計。計。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 構(gòu)件失去承載能力或抗變形能力構(gòu)件失去承載能力或抗變形能力 n墻墻試驗中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。試驗中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。 n梁或板梁或板試驗中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。試驗中

5、發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。 試件最大撓度超過試件最大撓度超過L L/20/20，則表示試件失去抗變形能力。，則表示試件失去抗變形能力。 n柱柱試驗中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。試試驗中發(fā)生塌垮，則表示試件失去承載能力。試 件軸向壓縮變形速度超過件軸向壓縮變形速度超過3 3H H（mm/minmm/min），則表示試件失），則表示試件失 去抗變形能力。其中去抗變形能力。其中H H為試件在載爐內(nèi)的受火高度，單為試件在載爐內(nèi)的受火高度，單 位以米計。如某鋼筋混凝土柱，爐內(nèi)的受火高度為位以米計。如某鋼筋混凝土柱，爐內(nèi)的受火高度為3m3m， 如其變形速度超過如其變形速度超過9mm/min9

6、mm/min，則該柱失去抗變形能力。，則該柱失去抗變形能力。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 構(gòu)件失去完整性構(gòu)件失去完整性 n失去完整性是指分隔構(gòu)件（如樓板、屋面板、門、失去完整性是指分隔構(gòu)件（如樓板、屋面板、門、 窗、墻體、吊頂?shù)龋┊?dāng)其一面受火作用時，在試窗、墻體、吊頂?shù)龋┊?dāng)其一面受火作用時，在試 驗過程中，構(gòu)件出現(xiàn)穿透性裂縫，火穿過空隙，驗過程中，構(gòu)件出現(xiàn)穿透性裂縫，火穿過空隙， 火焰穿過構(gòu)件，使其背面可燃物起火。這時，構(gòu)火焰穿過構(gòu)件，使其背面可燃物起火。這時，構(gòu) 件將失去阻止火焰和高溫?zé)煔獯┩富蜃柚贡趁娉黾⑹プ柚够鹧婧透邷責(zé)煔獯┩富蜃柚贡趁娉?現(xiàn)火焰的性能。此時可認為構(gòu)件失去完整性

7、?，F(xiàn)火焰的性能。此時可認為構(gòu)件失去完整性。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 構(gòu)件失去絕熱性構(gòu)件失去絕熱性 n失去絕熱性是指分隔構(gòu)件失去隔絕過量熱傳導(dǎo)性失去絕熱性是指分隔構(gòu)件失去隔絕過量熱傳導(dǎo)性 能。在試驗中，試件背火面測點的平均溫度超過能。在試驗中，試件背火面測點的平均溫度超過 初始溫度初始溫度140140，或背火面任一測點溫度超過初，或背火面任一測點溫度超過初 始溫度始溫度180180時，均認為構(gòu)件失去絕熱性。時，均認為構(gòu)件失去絕熱性。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 耐火極限的判定條件耐火極限的判定條件 n國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑構(gòu)件耐火試驗方法建筑構(gòu)件耐火試驗方法（GB9978GB997

8、8 8888）規(guī)定，耐火極限的判定，分為分隔構(gòu)件、承）規(guī)定，耐火極限的判定，分為分隔構(gòu)件、承 重構(gòu)件以及具有承重、分隔雙重作用的承重分隔重構(gòu)件以及具有承重、分隔雙重作用的承重分隔 構(gòu)件。構(gòu)件。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 分隔構(gòu)件分隔構(gòu)件耐火極限的判定條件耐火極限的判定條件 n分隔構(gòu)件，如隔墻、吊頂、門、窗等，當(dāng)構(gòu)件失分隔構(gòu)件，如隔墻、吊頂、門、窗等，當(dāng)構(gòu)件失 去完整性或絕熱性時，構(gòu)件達到耐火極限。也就去完整性或絕熱性時，構(gòu)件達到耐火極限。也就 是說，此類構(gòu)件的耐火性由完整性、絕熱性兩個是說，此類構(gòu)件的耐火性由完整性、絕熱性兩個 條件共同控制。條件共同控制。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07

9、章章 承重構(gòu)件承重構(gòu)件耐火極限的判定條件耐火極限的判定條件 n承重構(gòu)件，如梁、柱、屋架等，此類構(gòu)件本身沒承重構(gòu)件，如梁、柱、屋架等，此類構(gòu)件本身沒 有隔斷火焰的作用，所以用失去穩(wěn)定性單一條件有隔斷火焰的作用，所以用失去穩(wěn)定性單一條件 來判斷承重構(gòu)件是否達到耐火極限。來判斷承重構(gòu)件是否達到耐火極限。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 承重分隔構(gòu)件承重分隔構(gòu)件耐火極限的判定條件耐火極限的判定條件 n承重分隔構(gòu)件，如承重墻、樓板、屋面板等，此承重分隔構(gòu)件，如承重墻、樓板、屋面板等，此 類構(gòu)件具有承重、分隔雙重功能，所以構(gòu)件在試類構(gòu)件具有承重、分隔雙重功能，所以構(gòu)件在試 驗中失去穩(wěn)定性或完整性或隔熱性

10、任何一條時，驗中失去穩(wěn)定性或完整性或隔熱性任何一條時， 構(gòu)件即達到耐火極限。它們的耐火極限由三個條構(gòu)件即達到耐火極限。它們的耐火極限由三個條 件共同控制。件共同控制。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 耐火極限的意義耐火極限的意義 n對建筑構(gòu)件進行耐火試驗，研究構(gòu)件的耐火極限，對建筑構(gòu)件進行耐火試驗，研究構(gòu)件的耐火極限， 可以為正確制定和貫徹建筑防火法規(guī)提供依據(jù)，可以為正確制定和貫徹建筑防火法規(guī)提供依據(jù)， 為提高建筑結(jié)構(gòu)耐火性能和建筑物的耐火等級，為提高建筑結(jié)構(gòu)耐火性能和建筑物的耐火等級， 降低防火投資，減小火災(zāi)損失提供技術(shù)措施，也降低防火投資，減小火災(zāi)損失提供技術(shù)措施，也 和火災(zāi)燒損后建筑結(jié)

11、構(gòu)加固補強工作直接相關(guān)。和火災(zāi)燒損后建筑結(jié)構(gòu)加固補強工作直接相關(guān)。 n我國防火設(shè)計中，構(gòu)件的耐火極限是衡量建筑物我國防火設(shè)計中，構(gòu)件的耐火極限是衡量建筑物 耐火等級的主要指標(biāo)，而承重構(gòu)件的耐火極限是耐火等級的主要指標(biāo)，而承重構(gòu)件的耐火極限是 結(jié)構(gòu)能否于火災(zāi)中保持穩(wěn)定而不倒塌的唯一保證。結(jié)構(gòu)能否于火災(zāi)中保持穩(wěn)定而不倒塌的唯一保證。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 7.2 7.2 建筑構(gòu)件的耐火試驗條件建筑構(gòu)件的耐火試驗條件 n建筑構(gòu)件耐火試驗的目的是測試構(gòu)件的耐火極限，建筑構(gòu)件耐火試驗的目的是測試構(gòu)件的耐火極限， 而試驗本身有很嚴(yán)格的條件限制。只有按這些條而試驗本身有很嚴(yán)格的條件限制。只有按這

12、些條 件進行試驗所測得的耐火極限才是可靠的。件進行試驗所測得的耐火極限才是可靠的。 n建筑構(gòu)件耐火試驗方法建筑構(gòu)件耐火試驗方法規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗 必須遵循的升溫條件、壓力條件、約束條件、受必須遵循的升溫條件、壓力條件、約束條件、受 火條件和試件要求等?；饤l件和試件要求等。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗升溫條件升溫條件 0 200 400 600 800 1000 1200 060120180240300360 t(min) T-T0() ) 18lg(345 0 tTT 爐內(nèi)氣體的溫度：爐內(nèi)氣體的溫度： 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章

13、章 0 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 140 1260 1300 1350 1300 1200 1080 1029 11401068 10781080 1014 928 867 486 556 658 761 822 925 986 1400 1200 1000 800 600 400 200 Temperature C C Time min. 4 2 1 3 1 = ISO834曲線曲線 2 = 碳氫化合物曲線碳氫化合物曲線 3 = 德國德國RABT曲線曲線 4 = 荷蘭荷蘭RWS曲線曲線 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐

14、火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗升溫條件升溫條件 100 B BA d A A實際平均爐溫曲線下的面積，實際平均爐溫曲線下的面積，B B標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下的面積。標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下的面積。 當(dāng)當(dāng)t t10min10min時，要求時，要求d d15%15%；當(dāng)；當(dāng)1010t t30min30min時，要求時，要求 d d10% 10% ；當(dāng)；當(dāng)t t30min30min時，要求時，要求d d5% 5% 。面積。面積A A、B B的計算的計算 方法為，試驗開始方法為，試驗開始10min10min內(nèi)，時間間隔小于內(nèi)，時間間隔小于1min1min；在；在1010 30min30min內(nèi)，時間間隔小于內(nèi)，時間間隔小于2

15、min2min；在；在30min30min以后，時間間隔小以后，時間間隔小 于于5 min5 min。在此時間間隔下，把各間隔內(nèi)溫度曲線下的面。在此時間間隔下，把各間隔內(nèi)溫度曲線下的面 積相加即得積相加即得A A、B B 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗壓力條件壓力條件 n水平構(gòu)件水平構(gòu)件在試件底面以下在試件底面以下100mm100mm處的水平面處的水平面 上應(yīng)保持上應(yīng)保持10105Pa5Pa的正壓力。的正壓力。 n垂直構(gòu)件垂直構(gòu)件在試件在試件2/32/3高度以上范圍內(nèi)應(yīng)保持高度以上范圍內(nèi)應(yīng)保持 正壓，在爐內(nèi)正壓，在爐內(nèi)3m3m高度、距試件表面高度、距試件

16、表面100mm100mm處應(yīng)保處應(yīng)保 持持20205Pa5Pa的壓力。的壓力。 試驗開始試驗開始10min10min后，爐內(nèi)應(yīng)達到下述正壓條件：后，爐內(nèi)應(yīng)達到下述正壓條件： 規(guī)定正壓的目的是為了在爐內(nèi)與試件背火面形成壓規(guī)定正壓的目的是為了在爐內(nèi)與試件背火面形成壓 差，便于測試試件的完整性是否破壞。差，便于測試試件的完整性是否破壞。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗加載條件加載條件 n工作荷載設(shè)計荷載試驗荷載，并且差別很大。工作荷載設(shè)計荷載試驗荷載，并且差別很大。 所以實際加載量值應(yīng)在試驗報告中注明。由于工所以實際加載量值應(yīng)在試驗報告中注明。由于工 作載荷尚

17、無明確的取值原則，使某些耐火極限的作載荷尚無明確的取值原則，使某些耐火極限的 數(shù)值不夠可靠，有關(guān)研究人員建議，工作載荷不數(shù)值不夠可靠，有關(guān)研究人員建議，工作載荷不 應(yīng)小于構(gòu)件設(shè)計載荷的應(yīng)小于構(gòu)件設(shè)計載荷的70%70%。 n承重構(gòu)件的試驗荷載，應(yīng)在試驗前一次加足，并承重構(gòu)件的試驗荷載，應(yīng)在試驗前一次加足，并 在試驗過程中保持其大小和方向不變。在試驗過程中保持其大小和方向不變。 荷載的量值荷載的量值： 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 二、加載形式二、加載形式 對于不同構(gòu)件，應(yīng)按下述形式加載。對于不同構(gòu)件，應(yīng)按下述形式加載。 墻墻垂直加載。荷載沿試件的整個寬度通過加垂直加載。荷載沿試件的整個寬度通

18、過加 載設(shè)備均勻加載。載設(shè)備均勻加載。 樓板和屋面板樓板和屋面板均布加載。均布加載。 梁梁垂直加載。從梁端起，在總長度垂直加載。從梁端起，在總長度1/81/8、3/83/8 、5/85/8、7/87/8處四點加載。處四點加載。 柱柱垂直加載。中心受壓柱應(yīng)從柱軸線方向施垂直加載。中心受壓柱應(yīng)從柱軸線方向施 壓，偏心受壓柱，應(yīng)偏心加載或中心加載和偏心壓，偏心受壓柱，應(yīng)偏心加載或中心加載和偏心 加載相結(jié)合。加載相結(jié)合。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗構(gòu)件約束構(gòu)件約束 及邊界條件及邊界條件 n對非承重構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件實際使用中不受邊緣約束對非承重構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件實際使用

19、中不受邊緣約束 時，則在試驗中試件邊緣用無約束作用的材料密時，則在試驗中試件邊緣用無約束作用的材料密 封；當(dāng)構(gòu)件實際作用中受邊緣約束時，則在試驗封；當(dāng)構(gòu)件實際作用中受邊緣約束時，則在試驗 中試件邊緣應(yīng)能反映實際使用情況。中試件邊緣應(yīng)能反映實際使用情況。 n對于承重構(gòu)件，應(yīng)能反映實際情況。如梁兩端可對于承重構(gòu)件，應(yīng)能反映實際情況。如梁兩端可 做成鉸支、固結(jié)或彈性連接。做成鉸支、固結(jié)或彈性連接。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗受火條件受火條件 n墻壁、隔板和門窗墻壁、隔板和門窗一面受火；一面受火； n樓板、屋面層和吊頂樓板、屋面層和吊頂下面受火；下面受火；

20、n橫梁橫梁兩側(cè)和底面共三面受火；兩側(cè)和底面共三面受火； n柱子柱子所有垂直面受火。所有垂直面受火。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗試件要求試件要求 n結(jié)構(gòu)：試件所用材料及制作與安裝方法，應(yīng)足以結(jié)構(gòu)：試件所用材料及制作與安裝方法，應(yīng)足以 反映構(gòu)件在實際中的使用情況。為了便于試驗而反映構(gòu)件在實際中的使用情況。為了便于試驗而 作的任何修改，應(yīng)對試件無重大影響。構(gòu)件在使作的任何修改，應(yīng)對試件無重大影響。構(gòu)件在使 用時如存在接縫，試件中應(yīng)包括接縫。用時如存在接縫，試件中應(yīng)包括接縫。 n尺寸：試件應(yīng)與實際尺寸相同。如果構(gòu)件尺寸大尺寸：試件應(yīng)與實際尺寸相同。如果構(gòu)件尺

21、寸大 于試驗爐所容納的尺寸，則試件在爐內(nèi)暴露部分于試驗爐所容納的尺寸，則試件在爐內(nèi)暴露部分 的尺寸不得小于下述規(guī)定：的尺寸不得小于下述規(guī)定： 墻墻3m3m高高3m3m寬；樓板及屋面板寬；樓板及屋面板四面支承；四面支承； 4m4m長長3m3m寬；梁寬；梁4m4m跨度；柱跨度；柱3m3m高高。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 n數(shù)量：試件數(shù)量數(shù)量：試件數(shù)量1 1個。如果構(gòu)件約束、邊界條件個。如果構(gòu)件約束、邊界條件 不同，則應(yīng)按下述規(guī)定處理。不同，則應(yīng)按下述規(guī)定處理。 墻墻兩側(cè)都要求耐火的不對稱構(gòu)件，應(yīng)分別對兩側(cè)受火兩側(cè)都要求耐火的不對稱構(gòu)件，應(yīng)分別對兩側(cè)受火 進行試驗。如果事先可確定一側(cè)為受火弱

22、面，也可只對弱進行試驗。如果事先可確定一側(cè)為受火弱面，也可只對弱 面進行一次試驗。面進行一次試驗。 樓板及屋面板樓板及屋面板在實際使用中如約束條件不同，應(yīng)增加在實際使用中如約束條件不同，應(yīng)增加 相應(yīng)試驗。相應(yīng)試驗。 梁和柱梁和柱在實際使用中若端部約束條件不同，應(yīng)增加相在實際使用中若端部約束條件不同，應(yīng)增加相 應(yīng)試驗。應(yīng)試驗。 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗試件要求試件要求 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 n養(yǎng)護與干燥：養(yǎng)護與干燥： 試驗時，構(gòu)件應(yīng)達到材料設(shè)計強度。由于含水率會試驗時，構(gòu)件應(yīng)達到材料設(shè)計強度。由于含水率會 影響構(gòu)件內(nèi)熱傳導(dǎo)，所以試驗時構(gòu)件濕度應(yīng)與實際影響構(gòu)件內(nèi)熱傳導(dǎo)，所以

23、試驗時構(gòu)件濕度應(yīng)與實際 使用中的構(gòu)件狀態(tài)相近。使用中的構(gòu)件狀態(tài)相近。 濕法生產(chǎn)的構(gòu)件，應(yīng)進行干燥。干燥溫度應(yīng)不影響濕法生產(chǎn)的構(gòu)件，應(yīng)進行干燥。干燥溫度應(yīng)不影響 構(gòu)件性能。厚度小于構(gòu)件性能。厚度小于20mm20mm的濕法生產(chǎn)構(gòu)件，干燥時的濕法生產(chǎn)構(gòu)件，干燥時 間不得少于四周。厚度每增加間不得少于四周。厚度每增加10mm10mm，干燥時間另增，干燥時間另增 加一周。加一周。 建筑構(gòu)件的耐火試驗建筑構(gòu)件的耐火試驗試件要求試件要求 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 7.3 7.3 建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置 n包括耐火試驗爐、燃燒系統(tǒng)、加載設(shè)備、測溫儀包括耐火試驗爐、燃燒系統(tǒng)、加載設(shè)

24、備、測溫儀 器、測壓儀器、變形測試儀器以及試驗框架等。器、測壓儀器、變形測試儀器以及試驗框架等。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗工藝流程建筑構(gòu)件的耐火試驗工藝流程 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 立式爐立式爐 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 耐火試驗爐耐火試驗爐墻爐墻爐 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 耐火試驗爐耐火試驗爐 柱爐柱爐 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 耐火試驗爐耐火試驗爐 梁（板）爐梁（板）爐 爐口向上，利爐口向上，利 用爐墻作為構(gòu)用爐墻作為構(gòu) 件支座。試件件支座。試件 沿爐口縱向安沿爐口縱向安 裝，可以試驗裝，可以試驗 6000mm6000mm15

25、001500 mmmm的大型屋面的大型屋面 板和跨度為板和跨度為 6000mm6000mm的梁。的梁。 若將爐內(nèi)用隔若將爐內(nèi)用隔 墻加以分隔，墻加以分隔， 可以試驗小于可以試驗小于 6000mm6000mm長的梁長的梁 等。若將試件等。若將試件 橫向安裝，還橫向安裝，還 可以試驗走道可以試驗走道 板等小型構(gòu)件板等小型構(gòu)件 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 耐火構(gòu)件試驗館 墻爐 柱爐 墻 爐 柱 爐 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 墻板爐 墻 板 爐 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 防火門試驗 防火門試驗 正在進行防火玻璃測試 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置建筑構(gòu)件

26、的耐火試驗裝置 燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng) n燃料的選擇燃料的選擇:天然氣、煤氣等氣體燃料天然氣、煤氣等氣體燃料 n噴嘴的設(shè)置：應(yīng)該小而多，且噴口要互相錯開噴嘴的設(shè)置：應(yīng)該小而多，且噴口要互相錯開 n爐溫控制方法主要是通過增減燃燒噴嘴的數(shù)量、爐溫控制方法主要是通過增減燃燒噴嘴的數(shù)量、 調(diào)節(jié)噴嘴的油壓及風(fēng)壓，調(diào)整煙道閘板的位置調(diào)節(jié)噴嘴的油壓及風(fēng)壓，調(diào)整煙道閘板的位置 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置 加載設(shè)備加載設(shè)備 n對試件加載，應(yīng)包括能模擬均布加載、集中加載、中心對試件加載，應(yīng)包括能模擬均布加載、集中加載、中心 加載或偏心加載；加載或偏心加載； n在試驗過

27、程中，應(yīng)用手動或自動調(diào)節(jié)，以保持試件的試在試驗過程中，應(yīng)用手動或自動調(diào)節(jié)，以保持試件的試 驗荷載穩(wěn)定不變。對試驗結(jié)束后仍需加載的試件，應(yīng)能驗荷載穩(wěn)定不變。對試驗結(jié)束后仍需加載的試件，應(yīng)能 保持規(guī)定的荷載；保持規(guī)定的荷載； n施加荷載的方向和作用點，不應(yīng)受試件變形的影響；施加荷載的方向和作用點，不應(yīng)受試件變形的影響； n對荷載的大小及其變化，應(yīng)通過儀表顯示或通過測量某對荷載的大小及其變化，應(yīng)通過儀表顯示或通過測量某 點上的液壓來監(jiān)控；點上的液壓來監(jiān)控； n設(shè)備本身的變形不得對試件變形的測量產(chǎn)生不利影響；設(shè)備本身的變形不得對試件變形的測量產(chǎn)生不利影響； n應(yīng)不影響試件背火面的空氣流通和冷卻以及妨礙

28、其它項應(yīng)不影響試件背火面的空氣流通和冷卻以及妨礙其它項 目的測量、觀察與操作。目的測量、觀察與操作。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置 測量儀器測量儀器 n溫度測量儀器：熱電偶溫度測量儀器：熱電偶 n壓力、變形測量儀器：壓力傳感器等壓力、變形測量儀器：壓力傳感器等 爐內(nèi)溫度測量爐內(nèi)溫度測量 試件被火面溫度測量試件被火面溫度測量 試件內(nèi)部溫度測量試件內(nèi)部溫度測量 氣體壓力測量氣體壓力測量 試件變形測量試件變形測量 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置建筑構(gòu)件的耐火試驗裝置 測量精度測量精度 n溫度：爐內(nèi)，溫度：爐內(nèi)，1515，其它

29、，其它，55； n壓力：壓力：5Pa5Pa； n變形：變形：2mm2mm； n荷載：荷載：5%5%； n時間：時間：10s10s。 儀器、設(shè)備應(yīng)達到下述精度要求：儀器、設(shè)備應(yīng)達到下述精度要求： 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 7.4 7.4 建筑構(gòu)件的耐火試驗過程建筑構(gòu)件的耐火試驗過程 n試件設(shè)計、安裝及加荷試件設(shè)計、安裝及加荷 n試驗的開始和結(jié)束試驗的開始和結(jié)束 n測量與觀察測量與觀察 n試驗報告試驗報告 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 試件設(shè)計、安裝及加荷試件設(shè)計、安裝及加荷 n試件設(shè)計、施工應(yīng)按國家現(xiàn)行設(shè)計、施工及驗收規(guī)試件設(shè)計、施工應(yīng)按國家現(xiàn)行設(shè)計、施工及驗收規(guī) 范進行，并應(yīng)滿足最

30、小尺寸條件。范進行，并應(yīng)滿足最小尺寸條件。 n試件安裝應(yīng)滿足約束及邊界條件和受火條件。試件安裝應(yīng)滿足約束及邊界條件和受火條件。 n承重構(gòu)件應(yīng)至少在試驗開始前承重構(gòu)件應(yīng)至少在試驗開始前15min15min，加荷到試驗，加荷到試驗 值，并保持恒定不變。如用自動調(diào)節(jié)方法保持荷載值，并保持恒定不變。如用自動調(diào)節(jié)方法保持荷載 恒定，該系統(tǒng)應(yīng)進入工作狀態(tài)。隨試件變形，加載恒定，該系統(tǒng)應(yīng)進入工作狀態(tài)。隨試件變形，加載 設(shè)備應(yīng)有快速響應(yīng)能力。如試件坍垮或試驗結(jié)束，設(shè)備應(yīng)有快速響應(yīng)能力。如試件坍垮或試驗結(jié)束， 應(yīng)立即卸載。應(yīng)立即卸載。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 試驗的開始和結(jié)束試驗的開始和結(jié)束 n當(dāng)試驗

31、爐內(nèi)接近試件中心的熱電偶記錄到當(dāng)試驗爐內(nèi)接近試件中心的熱電偶記錄到5050時時 ，該時刻作為試驗的開始時間；同時所有手動及自，該時刻作為試驗的開始時間；同時所有手動及自 動測量觀測系統(tǒng)都應(yīng)開始工作。動測量觀測系統(tǒng)都應(yīng)開始工作。 n根據(jù)判定條件，試件達到耐火極限時，試驗應(yīng)終根據(jù)判定條件，試件達到耐火極限時，試驗應(yīng)終 止。止。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 測量與觀察測量與觀察 一、測量的次數(shù)一、測量的次數(shù) 溫度、壓力的測量應(yīng)連續(xù)進行或每隔溫度、壓力的測量應(yīng)連續(xù)進行或每隔2min2min測量一次。測量一次。 二、熱電偶布置二、熱電偶布置 爐內(nèi)熱電偶布置應(yīng)按下述規(guī)定：爐內(nèi)熱電偶布置應(yīng)按下述規(guī)定：

32、 水平或垂直分隔構(gòu)件：試件表面水平或垂直分隔構(gòu)件：試件表面1.5m1.5m2 2范圍內(nèi)至少有范圍內(nèi)至少有1 1個熱個熱 電偶，熱電偶總數(shù)不少于電偶，熱電偶總數(shù)不少于5 5個；個； 橫梁：每隔橫梁：每隔1m1m長度上至少有長度上至少有2 2個熱電偶，熱電偶總數(shù)不得個熱電偶，熱電偶總數(shù)不得 少于少于6 6個；個； 柱：每隔柱：每隔1m1m高度上至少有高度上至少有1 1個熱電偶，熱電偶總數(shù)不少于個熱電偶，熱電偶總數(shù)不少于 6 6個，呈螺旋形布置。個，呈螺旋形布置。 試件背火面熱電偶應(yīng)按下述規(guī)定布置：試件背火面熱電偶應(yīng)按下述規(guī)定布置： 水平或垂直分隔構(gòu)件，熱電偶總數(shù)不少于水平或垂直分隔構(gòu)件，熱電偶總數(shù)

33、不少于5 5個。其中個。其中1 1個個 設(shè)在試件中心，其余分設(shè)在試件各四分之一部位中心。設(shè)在試件中心，其余分設(shè)在試件各四分之一部位中心。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 三、試件變形測量三、試件變形測量 墻墻加載開始至試驗結(jié)束，測量試件中心點水加載開始至試驗結(jié)束，測量試件中心點水 平變形值；平變形值； 板板加載開始至試驗結(jié)束，測量試件中心點垂加載開始至試驗結(jié)束，測量試件中心點垂 直變形值；直變形值； 梁梁加載開始至試驗結(jié)束，測量試件跨中垂直加載開始至試驗結(jié)束，測量試件跨中垂直 變形值；變形值； 柱柱加載開始至試驗結(jié)束，測量試件軸向變形加載開始至試驗結(jié)束，測量試件軸向變形 值。值。 測量與觀察

34、測量與觀察 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 四、試件完整性的測量四、試件完整性的測量 試件完整性測量用棉墊試驗。試件完整性測量用棉墊試驗。 按規(guī)定方法，當(dāng)棉墊被引燃時，表明試件的完按規(guī)定方法，當(dāng)棉墊被引燃時，表明試件的完 整性被破壞。整性被破壞。 測量與觀察測量與觀察 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 測量與觀察測量與觀察 五、荷載測量及其它觀測五、荷載測量及其它觀測 試驗時，測量并記錄荷載的量值、性質(zhì)、施加方試驗時，測量并記錄荷載的量值、性質(zhì)、施加方 法和試件失去支持荷載的時間。法和試件失去支持荷載的時間。 觀察試件在試驗過程中的變化勢態(tài)以及試件結(jié)構(gòu)觀察試件在試驗過程中的變化勢態(tài)以及試件結(jié)

35、構(gòu) 材料的變形、開裂、熔化或軟化、剝落等現(xiàn)象，并材料的變形、開裂、熔化或軟化、剝落等現(xiàn)象，并 進行記錄。進行記錄。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 7.5 7.5 影響構(gòu)件耐火極限的因素及影響構(gòu)件耐火極限的因素及 提高耐火極限的措施提高耐火極限的措施 n影響耐火極限的因素影響耐火極限的因素 n提高構(gòu)件耐火極限的措施提高構(gòu)件耐火極限的措施 完整性完整性 絕熱性絕熱性 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑耐火設(shè)計方法建筑耐火設(shè)計方法 目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)建筑構(gòu)件的耐火設(shè)計都是按照目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)建筑構(gòu)件的耐火設(shè)計都是按照 強制性的建筑防火規(guī)范要求進行設(shè)計驗算，確定其相強制性的

36、建筑防火規(guī)范要求進行設(shè)計驗算，確定其相 關(guān)隔熱保護措施或防火保護設(shè)施來滿足要求關(guān)隔熱保護措施或防火保護設(shè)施來滿足要求 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 現(xiàn)行建筑構(gòu)件耐火設(shè)計方法中存在的主要問題現(xiàn)行建筑構(gòu)件耐火設(shè)計方法中存在的主要問題 n任何建筑物在設(shè)計時均應(yīng)根據(jù)其建筑高度、使用性質(zhì)和任何建筑物在設(shè)計時均應(yīng)根據(jù)其建筑高度、使用性質(zhì)和 規(guī)模等考慮其耐火等級，對其相應(yīng)的建筑構(gòu)件進行耐火設(shè)規(guī)模等考慮其耐火等級，對其相應(yīng)的建筑構(gòu)件進行耐火設(shè) 計。計。 n通過試驗方式或采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升曲線來確定構(gòu)件的通過試驗方式或采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升曲線來確定構(gòu)件的 耐火極限，雖具有簡單、實用，對不同構(gòu)件的耐火性能有耐火

37、極限，雖具有簡單、實用，對不同構(gòu)件的耐火性能有 統(tǒng)一的判別基準(zhǔn)等優(yōu)點，但很難模擬實際構(gòu)件的受熱、受統(tǒng)一的判別基準(zhǔn)等優(yōu)點，但很難模擬實際構(gòu)件的受熱、受 力和端部約束情況，從而導(dǎo)致現(xiàn)行規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)耐火極限力和端部約束情況，從而導(dǎo)致現(xiàn)行規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)耐火極限 的規(guī)定普遍過于保守，但對某些特殊場所又不一能達到預(yù)的規(guī)定普遍過于保守，但對某些特殊場所又不一能達到預(yù) 期的耐火極限要求，而存在發(fā)生破壞的可能，在一定程度期的耐火極限要求，而存在發(fā)生破壞的可能，在一定程度 上制約了鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。上制約了鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 性能化鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限確定方法性能化鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限

38、確定方法 建筑構(gòu)件的耐火極限是建筑被動防火體系中的重建筑構(gòu)件的耐火極限是建筑被動防火體系中的重 要參數(shù)之一，對于實現(xiàn)阻止火災(zāi)的發(fā)生、減小火要參數(shù)之一，對于實現(xiàn)阻止火災(zāi)的發(fā)生、減小火 災(zāi)危險、滅火和控火、防止財產(chǎn)損失、保護人員災(zāi)危險、滅火和控火、防止財產(chǎn)損失、保護人員 的疏散安全和方便滅火救援等安全目標(biāo)發(fā)揮著重的疏散安全和方便滅火救援等安全目標(biāo)發(fā)揮著重 要作用要作用 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 問題的提出問題的提出 n由于建筑形式多樣、建筑功能復(fù)雜、用途千差萬別，由于建筑形式多樣、建筑功能復(fù)雜、用途千差萬別， 導(dǎo)致建筑物內(nèi)可燃物的燃燒性能、熱值及其數(shù)量、分布導(dǎo)致建筑物內(nèi)可燃物的燃燒性能、熱

39、值及其數(shù)量、分布 和集度等均存在較大差異。按照現(xiàn)行國家規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定和集度等均存在較大差異。按照現(xiàn)行國家規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定 的耐火極限要求進行設(shè)計，其方案必然會存在某些不科的耐火極限要求進行設(shè)計，其方案必然會存在某些不科 學(xué)、不合理之處，難免使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)達不到預(yù)期學(xué)、不合理之處，難免使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)達不到預(yù)期 的功能（消防安全水平）或因提供不必要的保護措施而的功能（消防安全水平）或因提供不必要的保護措施而 增加消防投資與建筑成本，客觀上使其具有一定局限增加消防投資與建筑成本，客觀上使其具有一定局限 性性 。 n根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、平面布局與布置、功能和用途、根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、平面布局與布置、功能

40、和用途、 內(nèi)部火災(zāi)荷載及其分布、可燃物的燃燒特性等具體情況，內(nèi)部火災(zāi)荷載及其分布、可燃物的燃燒特性等具體情況， 給出建筑構(gòu)件耐火性能的設(shè)計方法。給出建筑構(gòu)件耐火性能的設(shè)計方法。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 國內(nèi)外相關(guān)研究的主要方面國內(nèi)外相關(guān)研究的主要方面 1 1）高溫下材料本構(gòu)關(guān)系，如鋼材和混凝土在高溫下的強度、彈）高溫下材料本構(gòu)關(guān)系，如鋼材和混凝土在高溫下的強度、彈 性模量及全過程曲線等。性模量及全過程曲線等。 2 2）高溫下材料熱工性能，如高溫下鋼材的熱導(dǎo)率、比熱、容重）高溫下材料熱工性能，如高溫下鋼材的熱導(dǎo)率、比熱、容重 及膨脹系數(shù)等。及膨脹系數(shù)等。 3 3）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫

41、度場的研究與分析計算。）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場的研究與分析計算。 4 4）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在高溫環(huán)境中的破壞特征，不同構(gòu)件形狀或尺寸、）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在高溫環(huán)境中的破壞特征，不同構(gòu)件形狀或尺寸、 不同受火方式的影響規(guī)律，構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的耐火極限及全過程分析。不同受火方式的影響規(guī)律，構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的耐火極限及全過程分析。 5 5）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火保護層計算。）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火保護層計算。 6 6）結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火試驗方法。）結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火試驗方法。 7 7）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火理論及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)編制。）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火理論及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)編制。 8 8）鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)條件下的整體耐火性能，如法國）鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)條件下的整體耐火性能，

42、如法國CTICMCTICM的的 J.KruppaJ.Kruppa等人以及英國等人以及英國CardingtonCardington試驗室等。試驗室等。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的主要方法國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的主要方法 1 1）基于試驗的構(gòu)件耐火設(shè)計方法）基于試驗的構(gòu)件耐火設(shè)計方法 2 2）基于計算的構(gòu)件耐火設(shè)計方法，在考慮了荷載的）基于計算的構(gòu)件耐火設(shè)計方法，在考慮了荷載的 分布和大小、構(gòu)件端部約束條件等因素以后應(yīng)用經(jīng)典分布和大小、構(gòu)件端部約束條件等因素以后應(yīng)用經(jīng)典 解析方法或有限元等數(shù)值方法，通過理論計算來確定解析方法或有限元等數(shù)值方法，通過理論計算來確定 構(gòu)

43、件的耐火極限。但這種方法的受火條件仍是以構(gòu)件的耐火極限。但這種方法的受火條件仍是以 ISO/FDIS 834-1:1997(E)ISO/FDIS 834-1:1997(E)建筑構(gòu)件耐火試驗方法建筑構(gòu)件耐火試驗方法 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間- -溫度曲線為基礎(chǔ)。溫度曲線為基礎(chǔ)。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 3 3）基于計算的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)作為一個整）基于計算的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)作為一個整 體承受荷載。法國已采用此方法；英國也正在制定相關(guān)體承受荷載。法國已采用此方法；英國也正在制定相關(guān) 的標(biāo)準(zhǔn)，如的標(biāo)準(zhǔn)，如BS 7974:2001BS 7974:2001消防安全工程原理在建筑

44、設(shè)消防安全工程原理在建筑設(shè) 計中的應(yīng)用計中的應(yīng)用和和DD ENV1991-2-2:1996DD ENV1991-2-2:1996歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范3 3：鋼：鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計。 4 4）考慮火災(zāi)隨機性的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計方法，這種方法以）考慮火災(zāi)隨機性的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計方法，這種方法以 概率可靠度為指標(biāo)，考慮了火災(zāi)及空氣升溫的隨機性。概率可靠度為指標(biāo)，考慮了火災(zāi)及空氣升溫的隨機性。 設(shè)計時先確定不同典型場所的火災(zāi)荷載及其分布、火災(zāi)設(shè)計時先確定不同典型場所的火災(zāi)荷載及其分布、火災(zāi) 場景，再采用性能化方法進行計算場景，再采用性能化方法進行計算 國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的主要方法國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的主要方

45、法 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的目標(biāo)結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的目標(biāo) 1 1）減輕結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部倒）減輕結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部倒 塌影響內(nèi)部人員安全疏散和造成外部滅火救援困難。塌影響內(nèi)部人員安全疏散和造成外部滅火救援困難。 2 2）避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中很快變形、整體垮塌、造成人員傷）避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中很快變形、整體垮塌、造成人員傷 亡和結(jié)構(gòu)難以修復(fù)再用。亡和結(jié)構(gòu)難以修復(fù)再用。 3 3）預(yù)防因構(gòu)件破壞而加劇火災(zāi)中的熱對流和熱輻射，使）預(yù)防因構(gòu)件破壞而加劇火災(zāi)中的熱對流和熱輻射，使 火災(zāi)蔓延至其它防火分隔空間或相鄰建筑物。火災(zāi)蔓延至其它防火分隔空間或相鄰

46、建筑物。 4 4）能為災(zāi)后修復(fù)提供條件、減少災(zāi)后結(jié)構(gòu)的修復(fù)費用和）能為災(zāi)后修復(fù)提供條件、減少災(zāi)后結(jié)構(gòu)的修復(fù)費用和 難度，縮短鋼結(jié)構(gòu)功能的恢復(fù)期。難度，縮短鋼結(jié)構(gòu)功能的恢復(fù)期。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑構(gòu)件的消防設(shè)計目標(biāo)就是：通過合理設(shè)計確定構(gòu)件建筑構(gòu)件的消防設(shè)計目標(biāo)就是：通過合理設(shè)計確定構(gòu)件 的耐火能力，力求結(jié)構(gòu)安全與防火投入的高效統(tǒng)一，通的耐火能力，力求結(jié)構(gòu)安全與防火投入的高效統(tǒng)一，通 過限制火災(zāi)蔓延和保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完整來減輕建筑過限制火災(zāi)蔓延和保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完整來減輕建筑 物的火災(zāi)損害。物的火災(zāi)損害。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限的計算方法鋼結(jié)

47、構(gòu)構(gòu)件耐火極限的計算方法 基于可靠度的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計方法基于可靠度的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計方法 ：采用與：采用與ISO834ISO834標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 火等效的真實火災(zāi)條件，計算單個構(gòu)件或簡單約束的火等效的真實火災(zāi)條件，計算單個構(gòu)件或簡單約束的2 2 個構(gòu)件所需要的等效耐火時間，并按照標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗方個構(gòu)件所需要的等效耐火時間，并按照標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗方 法進行驗證法進行驗證 判定標(biāo)準(zhǔn)為：所設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火時間必須不小于判定標(biāo)準(zhǔn)為：所設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火時間必須不小于 根據(jù)建筑物具體情況計算出的構(gòu)件的最小耐火時間。計根據(jù)建筑物具體情況計算出的構(gòu)件的最小耐火時間。計 算構(gòu)件的耐火時間時采用與算構(gòu)件的耐火時間時采用與I

48、SO834ISO834等效的真實火災(zāi)條件，等效的真實火災(zāi)條件， 驗算時采用驗算時采用ISO834ISO834標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下的承載力極限狀標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下的承載力極限狀 態(tài)。態(tài)。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 以以Margaret LawMargaret Law、PetterssonPettersson提出的等效時間公式為提出的等效時間公式為 基礎(chǔ)，考慮發(fā)生火災(zāi)的概率、結(jié)構(gòu)倒塌的后果和滅火基礎(chǔ)，考慮發(fā)生火災(zāi)的概率、結(jié)構(gòu)倒塌的后果和滅火 系統(tǒng)的影響以及火災(zāi)的不完全燃燒系數(shù)取值系統(tǒng)的影響以及火災(zāi)的不完全燃燒系數(shù)取值1.01.0，并，并 考慮某些不確定因素（采用考慮某些不確定因素（采用1.2

49、51.25倍的安全系數(shù)修正）倍的安全系數(shù)修正） 后，可得到構(gòu)件等效耐火時間的計算式：后，可得到構(gòu)件等效耐火時間的計算式： 等效耐火時間的計算方法等效耐火時間的計算方法 t te e = 0.084k= 0.084ks s1/2 1/2q qf fw wf f p pd dw w 式中式中 p p火災(zāi)的發(fā)生概率系數(shù)；火災(zāi)的發(fā)生概率系數(shù)； d d火災(zāi)引起結(jié)構(gòu)倒塌的后果系數(shù)；火災(zāi)引起結(jié)構(gòu)倒塌的后果系數(shù)； w w自動噴水滅火系統(tǒng)的作用系數(shù)。自動噴水滅火系統(tǒng)的作用系數(shù)。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 等效耐火時間計算式中各系數(shù)的選取等效耐火時間計算式中各系數(shù)的選取 建筑結(jié)構(gòu)的對火反應(yīng)取決于著火室內(nèi)火

50、災(zāi)的發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)的對火反應(yīng)取決于著火室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展 過程和熱釋放速率，受著火室的通風(fēng)條件、室內(nèi)過程和熱釋放速率，受著火室的通風(fēng)條件、室內(nèi) 火災(zāi)荷載密度、滅火設(shè)施、著火室的幾何特征和火災(zāi)荷載密度、滅火設(shè)施、著火室的幾何特征和 邊界條件等因素的影響較大。邊界條件等因素的影響較大。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 火災(zāi)荷載密度（火災(zāi)荷載密度（q qf f） 通常，設(shè)計師可以將占荷載數(shù)學(xué)統(tǒng)計分布通常，設(shè)計師可以將占荷載數(shù)學(xué)統(tǒng)計分布80%80% 的平均火災(zāi)荷載密度用作特征火災(zāi)荷載。我的平均火災(zāi)荷載密度用作特征火災(zāi)荷載。我 國尚缺乏相關(guān)的統(tǒng)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)計中可根國尚缺乏相關(guān)的統(tǒng)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)計中可根 據(jù)

51、實際調(diào)查或參照表據(jù)實際調(diào)查或參照表1 1給出的數(shù)值確定。給出的數(shù)值確定。 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 建筑類型和用途建筑類型和用途 火災(zāi)荷載密度火災(zāi)荷載密度 平均值平均值 分位數(shù)（分位數(shù)（80%分位數(shù)是指不超過分位數(shù)是指不超過80%的類型和用的類型和用 途建筑或房間的值）途建筑或房間的值） 80%90%95% 住宅住宅780870920970 醫(yī)院醫(yī)院 230350440520 醫(yī)院儲藏室醫(yī)院儲藏室2000300037004400 醫(yī)院病房醫(yī)院病房310400460510 辦公室辦公室420570670760 商店商店60090011001300 車間車間300470590720 車間和

52、倉儲車間和倉儲1180180022402690 圖書館圖書館150022502550 學(xué)校學(xué)校285360410450 消防工程學(xué)第消防工程學(xué)第07章章 封閉空間的熱物理特性（封閉空間的熱物理特性（k ki i） 構(gòu)件的熱慣性可采用下面公式計算。構(gòu)件的熱慣性可采用下面公式計算。 Ki=(c)1/2 式中：式中：k ki i封閉空間內(nèi)構(gòu)件的熱慣性，封閉空間內(nèi)構(gòu)件的熱慣性，JmJm-2 -2s s-1/2-1/2K K-1-1。 。 對于混凝土，對于混凝土，k ki i=2190 Jm=2190 Jm-2 -2s s-1/2-1/2K K-1-1； ； 材料的密度，（材料的密度，（kg/mkg/m3 3）；）； c c材料的比熱容，（材料的比熱容，（J/(kgJ/(kgK)K)）；）； 材料的熱導(dǎo)率，（材料的熱導(dǎo)率，（W/(mW/(mK)K)）。）。 歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范7 7對 對k ks s推薦的數(shù)值范圍