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1、2022-2-2412022-2-242v建筑結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系建筑結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系 凡是建筑物,無論宿舍、辦公樓或廠房、體育館,凡是建筑物,無論宿舍、辦公樓或廠房、體育館,都是由屋蓋、樓板、墻、柱、基礎(chǔ)等都是由屋蓋、樓板、墻、柱、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)構(gòu)件所所組成。組成。這些構(gòu)件在房屋中互相支承、互相扶持,直接或這些構(gòu)件在房屋中互相支承、互相扶持,直接或間接地、單獨(dú)或協(xié)同地承受各種荷載作用,構(gòu)成間接地、單獨(dú)或協(xié)同地承受各種荷載作用,構(gòu)成了一個結(jié)構(gòu)整體了一個結(jié)構(gòu)整體建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)與建筑有密切的關(guān)系,建筑結(jié)構(gòu)是房屋建筑結(jié)構(gòu)與建筑有密切的關(guān)系,建筑結(jié)構(gòu)是房屋的骨架,是建筑物賴以存在的的骨架,
2、是建筑物賴以存在的物質(zhì)基礎(chǔ)物質(zhì)基礎(chǔ)。2022-2-243 建筑物是由各種建筑材料建造起來的。根據(jù)使用功建筑物是由各種建筑材料建造起來的。根據(jù)使用功能,建筑材料主要分為:能,建筑材料主要分為:結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料(如混凝土、鋼材、黏土磚等)的作用是組(如混凝土、鋼材、黏土磚等)的作用是組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件并承受各種荷載,維持建筑物的框架結(jié)構(gòu)不成結(jié)構(gòu)構(gòu)件并承受各種荷載,維持建筑物的框架結(jié)構(gòu)不變;變;裝修材料裝修材料(各種飾面材料、木材及各種塑料物、聚合(各種飾面材料、木材及各種塑料物、聚合物等)的作用是美化室內(nèi)環(huán)境,給人們創(chuàng)造一種美好道物等)的作用是美化室內(nèi)環(huán)境,給人們創(chuàng)造一種美好道德工作生活環(huán)境。德工作生活
3、環(huán)境。功能材料功能材料如保溫材料、隔熱材料及防水材料等。如保溫材料、隔熱材料及防水材料等。v建筑材料與防火的關(guān)系建筑材料與防火的關(guān)系建筑材料的高溫性能直接關(guān)系到建筑材料的高溫性能直接關(guān)系到建筑物火災(zāi)危險性的大建筑物火災(zāi)危險性的大小小以及發(fā)生火災(zāi)后以及發(fā)生火災(zāi)后火勢蔓延擴(kuò)大的速度火勢蔓延擴(kuò)大的速度。結(jié)構(gòu)材料在火。結(jié)構(gòu)材料在火災(zāi)高溫下的力學(xué)性能還關(guān)系到災(zāi)高溫下的力學(xué)性能還關(guān)系到建筑物是否會倒塌建筑物是否會倒塌。2022-2-244第二章第二章 建筑材料的高溫性能建筑材料的高溫性能 2134概述概述混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能鋼材的高溫性能鋼材的高溫性
4、能2022-2-2452.1 概概 述述建筑材料高溫下的性能包括以下五個方面:建筑材料高溫下的性能包括以下五個方面: 指材料燃燒或遇火時所發(fā)生的一切物理、化學(xué)變化。指材料燃燒或遇火時所發(fā)生的一切物理、化學(xué)變化。包包括著火性、火焰?zhèn)鞑バ浴⑷紵俣群桶l(fā)熱量等。括著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、燃燒速度和發(fā)熱量等。1.1.燃燒性能燃燒性能建筑材料的燃燒性能分級建筑材料的燃燒性能分級(GB8624-1997)GB8624-1997)級別符號級別符號 級別名稱級別名稱 試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) A A不燃性建筑材料不燃性建筑材料GB5464-99GB5464-99 B B1 1難燃性建筑材料難燃性建筑材料GB862
5、5-88GB8625-88 B B2 2可燃性建筑材料可燃性建筑材料GB8626-88GB8626-88 B B3 3易燃性建筑材料易燃性建筑材料不試驗(yàn)不試驗(yàn) 分級標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的建筑材料系指在建筑物構(gòu)配件中使分級標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的建筑材料系指在建筑物構(gòu)配件中使用的各類成型材料。建筑物內(nèi)存放的紡織品及家具類材料用的各類成型材料。建筑物內(nèi)存放的紡織品及家具類材料等,因不屬于建筑材料范疇,故未列入本分級標(biāo)準(zhǔn)中。等,因不屬于建筑材料范疇,故未列入本分級標(biāo)準(zhǔn)中。2022-2-246A不燃性建筑材料,不燃性建筑材料,是在火災(zāi)發(fā)生時不起火、不微是在火災(zāi)發(fā)生時不起火、不微燃、不炭化,即使燒紅或熔融也不會發(fā)生燃燒現(xiàn)
6、象燃、不炭化,即使燒紅或熔融也不會發(fā)生燃燒現(xiàn)象的材料,如的材料,如金屬材料金屬材料和和無機(jī)礦物材料無機(jī)礦物材料。 B1難燃性建筑材料,難燃性建筑材料,是在火災(zāi)發(fā)生時難起火、難微是在火災(zāi)發(fā)生時難起火、難微燃、難炭化,可推遲發(fā)火時間或延緩火災(zāi)蔓延,當(dāng)燃、難炭化,可推遲發(fā)火時間或延緩火災(zāi)蔓延,當(dāng)火源移走后燃燒會立即停止的材料,如火源移走后燃燒會立即停止的材料,如經(jīng)過阻燃的經(jīng)過阻燃的有機(jī)材料有機(jī)材料。 B2 可燃性建筑材料,可燃性建筑材料,是火災(zāi)發(fā)生時,立即起火或微是火災(zāi)發(fā)生時,立即起火或微燃,且當(dāng)火源移走后仍能繼續(xù)燃燒的材料,如燃,且當(dāng)火源移走后仍能繼續(xù)燃燒的材料,如木材木材等。等。 B3易燃性建筑
7、材料,易燃性建筑材料,是在火災(zāi)發(fā)生時,立即起火,是在火災(zāi)發(fā)生時,立即起火,且火焰?zhèn)鞑ニ俣群芸斓牟牧?。且火焰?zhèn)鞑ニ俣群芸斓牟牧稀?2.1 概概 述述2022-2-2472.1 概概 述述v 材料高溫下的力學(xué)性能,主要研究在高溫作用下力學(xué)性材料高溫下的力學(xué)性能,主要研究在高溫作用下力學(xué)性能(能(強(qiáng)度強(qiáng)度、彈性模量彈性模量等)隨溫度的變化規(guī)律。等)隨溫度的變化規(guī)律。 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是指材料在外力或應(yīng)力作用下,抵抗破是指材料在外力或應(yīng)力作用下,抵抗破壞的能力,以破壞時的最大應(yīng)力值表示。壞的能力,以破壞時的最大應(yīng)力值表示。 材料的實(shí)際強(qiáng)度通過標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)來測定,根據(jù)受力方材料的實(shí)際強(qiáng)度通過標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)來測
8、定,根據(jù)受力方式不同分為式不同分為抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度、抗彎抗彎強(qiáng)度強(qiáng)度等。脆性材料主要以抗壓強(qiáng)度來劃分,塑性材等。脆性材料主要以抗壓強(qiáng)度來劃分,塑性材料和韌性材料主要以抗拉強(qiáng)度來劃分。料和韌性材料主要以抗拉強(qiáng)度來劃分。2.2.力學(xué)性能力學(xué)性能2022-2-2482.1 概概 述述v 影響因素:影響因素:導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性和和熱容量熱容量(膨脹、收縮、變形、裂(膨脹、收縮、變形、裂縫、熔化、粉化)縫、熔化、粉化) 材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱性,用材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱性,用導(dǎo)熱系導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)表示。影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素是材料的組成和表示。影響材料導(dǎo)熱系數(shù)
9、的因素是材料的組成和結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 材料熱容量是指材料受熱時吸收熱量,冷卻時放材料熱容量是指材料受熱時吸收熱量,冷卻時放出熱量的性質(zhì)。熱容量的大小用出熱量的性質(zhì)。熱容量的大小用比熱比熱表示。材料的表示。材料的比熱是單位質(zhì)量的材料在溫度變化比熱是單位質(zhì)量的材料在溫度變化1K1K時,吸收或放時,吸收或放出的熱量。出的熱量。 3.3.隔熱性能隔熱性能2022-2-249常用材料的的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱常用材料的的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱材料材料導(dǎo)熱系導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)W/mkW/mk比熱比熱J/kgkJ/kgk材料材料導(dǎo)熱系導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)W/mkW/mk比熱比熱J/kgkJ/kgk鋼材鋼材花崗巖花崗巖混凝土混凝土粘土磚粘土磚松木
10、松木58583.493.491.511.510.800.80橫紋橫紋0.170.17順紋順紋0.350.350.480.480.920.920.840.840.880.882.52.5泡沫塑料泡沫塑料水水冰冰密閉空氣密閉空氣0.0350.0350.580.582.332.330.0230.0231.301.304.194.192.052.051.001.00圍護(hù)材料導(dǎo)熱系數(shù)小,火災(zāi)初期階段散熱量小,使室圍護(hù)材料導(dǎo)熱系數(shù)小,火災(zāi)初期階段散熱量小,使室內(nèi)溫度很快升高。而材料比熱大的材料,在火災(zāi)時會內(nèi)溫度很快升高。而材料比熱大的材料,在火災(zāi)時會吸蓄較大熱量,延長火災(zāi)初期階段時間。吸蓄較大熱量,延長火
11、災(zāi)初期階段時間。2022-2-24102.1 概概 述述發(fā)煙量、發(fā)煙速度發(fā)煙量、發(fā)煙速度4.4.發(fā)煙性能發(fā)煙性能2022-2-24112.1 概概 述述2022-2-2412v 研究建筑材料的高溫性能時,應(yīng)根據(jù)材料種類、使用研究建筑材料的高溫性能時,應(yīng)根據(jù)材料種類、使用目的和作用等確定側(cè)重研究的內(nèi)容。目的和作用等確定側(cè)重研究的內(nèi)容。 如對于磚石、混凝土、鋼材等,由于它們?nèi)鐚τ诖u石、混凝土、鋼材等,由于它們同屬同屬無機(jī)材料無機(jī)材料,具有不燃性,應(yīng)側(cè)重高溫,具有不燃性,應(yīng)側(cè)重高溫下的下的力學(xué)性能力學(xué)性能和和隔熱性能隔熱性能。 而對于而對于塑料、木材等塑料、木材等,由于為有機(jī)材料,由于為有機(jī)材料,且
12、在建筑中主要作為裝修和裝飾材料,所且在建筑中主要作為裝修和裝飾材料,所以研究應(yīng)側(cè)重其以研究應(yīng)側(cè)重其燃燒性能燃燒性能、發(fā)煙性能發(fā)煙性能及及毒毒害性能害性能。2.1 概概 述述材料燃燒會產(chǎn)生一定毒性的氣體。材料燃燒會產(chǎn)生一定毒性的氣體。5.5.毒害性能毒害性能2022-2-2413 根據(jù)斷面形狀的不同、鋼材一根據(jù)斷面形狀的不同、鋼材一般分為般分為型材型材(各種型材如圓鋼、角(各種型材如圓鋼、角鋼、工字鋼等)、鋼、工字鋼等)、板材板材(鋼板)、(鋼板)、管材管材(鋼管)和(鋼管)和金屬制品金屬制品(鋼筋混(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋、鋼絲凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋、鋼絲)四大類。四大類。優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):它是在嚴(yán)格的技術(shù)控
13、制下生產(chǎn)它是在嚴(yán)格的技術(shù)控制下生產(chǎn)的材料,具有強(qiáng)度大、塑性和韌性的材料,具有強(qiáng)度大、塑性和韌性好、品質(zhì)均勻、可焊可鉚、制成的好、品質(zhì)均勻、可焊可鉚、制成的鋼結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn):缺點(diǎn):但就防火而言,鋼材雖然屬但就防火而言,鋼材雖然屬于不燃性材料,耐火性能卻很差于不燃性材料,耐火性能卻很差。2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-2414v一、鋼材的冶煉一、鋼材的冶煉n鋼的主要成分是鐵和碳,它的含碳量在鋼的主要成分是鐵和碳,它的含碳量在2%2%以下。以下。鋼的冶煉主要是將熔融的生鐵進(jìn)行高溫氧化,使鋼的冶煉主要是將熔融的生鐵進(jìn)行高溫氧化,使碳的含量降低到預(yù)定范圍,
14、雜質(zhì)含量降低到允許碳的含量降低到預(yù)定范圍,雜質(zhì)含量降低到允許范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。n鋼的冶煉方法主要有空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法、氧氣轉(zhuǎn)爐鋼的冶煉方法主要有空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法和平爐煉鋼法煉鋼法和平爐煉鋼法。冶煉過程中,鐵被氧化成。冶煉過程中,鐵被氧化成氧化鐵,影響鋼材質(zhì)量,必須進(jìn)行脫氧。氧化鐵,影響鋼材質(zhì)量,必須進(jìn)行脫氧。n根據(jù)脫氧程度的不同鋼可分為根據(jù)脫氧程度的不同鋼可分為沸騰鋼(脫氧不完沸騰鋼(脫氧不完全)、鎮(zhèn)靜鋼(完全脫氧)和半鎮(zhèn)靜鋼(脫氧程全)、鎮(zhèn)靜鋼(完全脫氧)和半鎮(zhèn)靜鋼(脫氧程度介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間)。度介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間)。2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-2
15、415煉鋼轉(zhuǎn)爐出鋼 2022-2-2416v二、鋼的分類二、鋼的分類n碳素鋼碳素鋼:以鐵、碳為主體,含碳量小于:以鐵、碳為主體,含碳量小于2%2%。含。含碳量小于碳量小于0.25%0.25%的為低碳鋼;介于的為低碳鋼;介于0.25%0.25%0.6%0.6%的的為中碳鋼;大于為中碳鋼;大于0.6%0.6%的為高碳鋼。的為高碳鋼。n合金鋼合金鋼:在普通低碳鋼的基礎(chǔ)上,加入少量合:在普通低碳鋼的基礎(chǔ)上,加入少量合金元素,如硅、錳、鉻、鈦、釩等??梢员WC鋼金元素,如硅、錳、鉻、鈦、釩等??梢员WC鋼的良好塑性、韌性,提高鋼的強(qiáng)度。的良好塑性、韌性,提高鋼的強(qiáng)度。低合金鋼低合金鋼合合金元素總含量小于金元
16、素總含量小于5%5%;中合金鋼合金元素總含量;中合金鋼合金元素總含量為為5 510%10%;高合金鋼合金元素大于;高合金鋼合金元素大于10%10%。2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-2417v三、常用建筑鋼材三、常用建筑鋼材1.1.普通碳素鋼普通碳素鋼2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-24182.2.低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-2419Q460低合金高強(qiáng)度鋼低合金高強(qiáng)度鋼2022-2-24202022-2-2421v四、鋼材的熱物理特性四、鋼材的熱物理特性2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能 通常鋼材的導(dǎo)熱性能隨溫度
17、升高而遞減,常溫下導(dǎo)熱系通常鋼材的導(dǎo)熱性能隨溫度升高而遞減,常溫下導(dǎo)熱系數(shù)為數(shù)為5858W/m.W/m.,但當(dāng)溫度達(dá)到,但當(dāng)溫度達(dá)到750 750 時,其導(dǎo)熱系數(shù)幾乎時,其導(dǎo)熱系數(shù)幾乎為常數(shù),約為為常數(shù),約為3030W/m.W/m.。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)大,在高溫下容鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)大,在高溫下容易使其內(nèi)部的材料溫度升高,強(qiáng)度降低,這是造成鋼結(jié)構(gòu)易使其內(nèi)部的材料溫度升高,強(qiáng)度降低,這是造成鋼結(jié)構(gòu)極易破壞的主要原因之一。極易破壞的主要原因之一。1.1.導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)2.2.鋼的密度鋼的密度37850/skg m鋼的密度隨溫度的變化很小,可取常數(shù)鋼的密度隨溫度的變化很小,可取常數(shù)2022-2-24222
18、.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能 當(dāng)溫度升高時,鋼構(gòu)件要發(fā)生膨脹。對截面溫度均勻分當(dāng)溫度升高時,鋼構(gòu)件要發(fā)生膨脹。對截面溫度均勻分布的靜定結(jié)構(gòu)而言,熱膨脹只對變形有影響,不會產(chǎn)生布的靜定結(jié)構(gòu)而言,熱膨脹只對變形有影響,不會產(chǎn)生附加內(nèi)力。但當(dāng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的膨脹受到約束時,就會產(chǎn)附加內(nèi)力。但當(dāng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的膨脹受到約束時,就會產(chǎn)生附加內(nèi)力,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析時,必須考慮這種影生附加內(nèi)力,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析時,必須考慮這種影響。響。 鋼的熱膨脹系數(shù)鋼的熱膨脹系數(shù) (特指線膨脹系數(shù))實(shí)際隨溫度的升(特指線膨脹系數(shù))實(shí)際隨溫度的升高會發(fā)生變化,但變化幅度不大高會發(fā)生變化,但變化幅度不大3.3.熱膨脹系數(shù)熱
19、膨脹系數(shù)s參考參考鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計與計算鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計與計算中國建工出版社中國建工出版社2022-2-2423ECCS(European Convention for Constructional ECCS(European Convention for Constructional Steelwork)Steelwork)給出的從室溫開始升溫時鋼的熱膨脹與溫升的關(guān)給出的從室溫開始升溫時鋼的熱膨脹與溫升的關(guān)系,擬合公式為:系,擬合公式為:82540.4 101.2 103 10sslTTl ECCSECCS的建議和歐洲規(guī)范的建議和歐洲規(guī)范EUROCODE 3EUROCODE 3采用的熱膨脹系數(shù)為
20、采用的熱膨脹系數(shù)為51.4 10ssllTm/m/(m )(m )2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能國內(nèi)在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火分析時,鋼的熱膨脹系數(shù)一般取常數(shù):國內(nèi)在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火分析時,鋼的熱膨脹系數(shù)一般取常數(shù):m/m/(m )(m )51.4 10s2022-2-24242.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能4.4.鋼材的比熱鋼材的比熱 鋼材的比熱隨溫度變化鋼材的比熱隨溫度變化,近似可由下式來表示:,近似可由下式來表示:82538.1 1020.1 100.473pCTT(KJ/kg.)ECCS建議和英國規(guī)范建議和英國規(guī)范BS5950:結(jié)構(gòu)鋼的不隨溫度變化的比熱為:結(jié)構(gòu)鋼的不隨溫度變化的比熱為5
21、20sc J/(kg )J/(kg )2022-2-2425v五、高溫下鋼材的力學(xué)特性五、高溫下鋼材的力學(xué)特性2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能1.1.普通低碳鋼普通低碳鋼 在高溫下鋼材強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,降低的幅度因在高溫下鋼材強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,降低的幅度因鋼材溫度的高低和鋼材種類而不同。鋼材溫度的高低和鋼材種類而不同。普通低碳鋼高溫下的應(yīng)力應(yīng)變曲線普通低碳鋼高溫下的應(yīng)力應(yīng)變曲線 2022-2-24262.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-2427普通碳素鋼的高溫力學(xué)性質(zhì)普通碳素鋼的高溫力學(xué)性質(zhì)當(dāng)鋼材溫度在當(dāng)鋼材溫度在250-300,由于蘭脆現(xiàn)象,極限強(qiáng)度比,由于蘭脆
22、現(xiàn)象,極限強(qiáng)度比常溫時略有提高;常溫時略有提高;溫度超過溫度超過350,強(qiáng)度開始下降;溫度達(dá)到,強(qiáng)度開始下降;溫度達(dá)到500時強(qiáng)時強(qiáng)度約為常溫時的度約為常溫時的1/2,600時約為常溫時的時約為常溫時的1/3;鋼材的鋼材的屈服點(diǎn)隨溫度升高也逐漸降低屈服點(diǎn)隨溫度升高也逐漸降低。在室溫下鋼材的。在室溫下鋼材的屈服強(qiáng)度明顯,并呈現(xiàn)鋸齒狀;溫度升高,屈服平臺降屈服強(qiáng)度明顯,并呈現(xiàn)鋸齒狀;溫度升高,屈服平臺降低,且原來的鋸齒狀逐漸消失;溫度超過低,且原來的鋸齒狀逐漸消失;溫度超過400時,低時,低碳鋼特有的屈服點(diǎn)消失;在碳鋼特有的屈服點(diǎn)消失;在500時約為常溫的時約為常溫的1 /2。 鋼材在高溫下強(qiáng)度降
23、低是決定鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐鋼材在高溫下強(qiáng)度降低是決定鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐火性能的最重要的因素?;鹦阅艿淖钪匾囊蛩亍#ㄤ撐菁埽ㄤ撐菁埽?.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-2428鋼結(jié)構(gòu)屋蓋火災(zāi)倒塌案例鋼結(jié)構(gòu)屋蓋火災(zāi)倒塌案例建筑名稱建筑名稱結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型火災(zāi)日期火災(zāi)日期破壞情況破壞情況重慶天原化工廠重慶天原化工廠鋼屋架鋼屋架1960.2.1820min倒塌倒塌上海文化廣場上海文化廣場鋼屋架鋼屋架1969.12倒塌倒塌天津體育館天津體育館鋼屋架鋼屋架1973.5.519min倒塌倒塌長春卷煙廠長春卷煙廠鋼木屋架鋼木屋架1981.4.5倒塌倒塌北京友誼賓館劇場北京友誼賓館
24、劇場鋼木屋架鋼木屋架1983.1220min倒塌倒塌唐山市棉紡織廠唐山市棉紡織廠鋼梁鋼梁1986.2.820min倒塌倒塌北京高壓氣瓶廠北京高壓氣瓶廠鋼屋架鋼屋架1986.4.8倒塌倒塌江油電廠俱樂部江油電廠俱樂部鋼屋架鋼屋架1987.4.2120min倒塌倒塌2022-2-24292022-2-24302.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能3.3.高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼2.2.普通低合金鋼普通低合金鋼 所以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件耐火性能要低于普通鋼筋混凝土構(gòu)件。所以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件耐火性能要低于普通鋼筋混凝土構(gòu)件。在高溫下,預(yù)應(yīng)力極易損失,其構(gòu)件難以正常工作。在高溫下,預(yù)應(yīng)力極易損失,其構(gòu)件難以正常工作。2022-2
25、-2431v六、高溫下建筑鋼材的變形性能六、高溫下建筑鋼材的變形性能 鋼材的鋼材的伸長率伸長率和截面和截面收縮率收縮率隨著溫度升高總的趨勢是增隨著溫度升高總的趨勢是增大的,表明高溫下鋼材塑性性能增大,易于變形。大的,表明高溫下鋼材塑性性能增大,易于變形。 鋼材在一定溫度和應(yīng)力作用下,隨時間的推移,會發(fā)生鋼材在一定溫度和應(yīng)力作用下,隨時間的推移,會發(fā)生緩慢塑性變形,即緩慢塑性變形,即蠕變?nèi)渥儭?蠕變在溫度高于一定值時比較明顯,對于普通低碳鋼這蠕變在溫度高于一定值時比較明顯,對于普通低碳鋼這一溫度為一溫度為300300350350,對于合金鋼為,對于合金鋼為400400450450,溫度,溫度愈高
26、,蠕變現(xiàn)象愈明顯。愈高,蠕變現(xiàn)象愈明顯。 蠕變不僅受蠕變不僅受溫度溫度的影響,而且也受的影響,而且也受應(yīng)力大小應(yīng)力大小影響,若應(yīng)影響,若應(yīng)力超過了鋼材在某一溫度下屈服強(qiáng)度時,蠕變會明顯增力超過了鋼材在某一溫度下屈服強(qiáng)度時,蠕變會明顯增大。大。 鋼材的彈性模量隨溫度的升高而降低,但降低的幅度比鋼材的彈性模量隨溫度的升高而降低,但降低的幅度比強(qiáng)度要小。強(qiáng)度要小。2.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能2022-2-24322.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能一、定義:一、定義:二、分類:二、分類:重混凝土重混凝土:表觀密度大于:表觀密度大于2600kg/m2600kg/m3 3,采用重晶石、鐵礦石
27、等采用重晶石、鐵礦石等作骨料,對作骨料,對射線、射線、射線有較高的屏蔽能力。射線有較高的屏蔽能力。普通混凝土普通混凝土:表觀密度為:表觀密度為19002500kg/m19002500kg/m3 3,采用天然的砂、,采用天然的砂、石子作骨科,在建筑工程中使用最廣。石子作骨科,在建筑工程中使用最廣。輕混凝土輕混凝土:表觀密度為:表觀密度為8008001900kg/m1900kg/m3 3,包括輕骨料混凝土、,包括輕骨料混凝土、多孔混凝土及無砂大孔混凝土,多用于有保溫隔熱要求的多孔混凝土及無砂大孔混凝土,多用于有保溫隔熱要求的墻體、屋面等處,標(biāo)號高的輕骨料混凝土也用于承重結(jié)構(gòu)。墻體、屋面等處,標(biāo)號高
28、的輕骨料混凝土也用于承重結(jié)構(gòu)。1、按表觀密度、按表觀密度2022-2-2433 2 2、按功能:、按功能:結(jié)構(gòu)混凝土、防火混凝土、耐熱混凝土、耐結(jié)構(gòu)混凝土、防火混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土酸混凝土2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能v 水泥混凝土水泥混凝土又稱普通混凝土(簡稱為混凝土),是又稱普通混凝土(簡稱為混凝土),是由水泥、砂、石和水所組成,另外還常加入適量的由水泥、砂、石和水所組成,另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中,砂、石起骨架作用,摻合料和外加劑。在混凝土中,砂、石起骨架作用,稱為骨料;水泥與水形成水泥漿,水泥漿包裹在骨稱為骨料;水泥與水形成水泥漿,水泥漿包裹在骨料
29、表面并填充其空隙。在硬化前,水泥漿起潤滑作料表面并填充其空隙。在硬化前,水泥漿起潤滑作用,賦予拌合物一定的和易性,便于施工。用,賦予拌合物一定的和易性,便于施工。水泥水泥漿漿硬化后,則將骨料膠結(jié)為一個堅實(shí)的整體。硬化后,則將骨料膠結(jié)為一個堅實(shí)的整體。v 鋼筋混凝土(簡稱鋼筋混凝土(簡稱RCRC),),是經(jīng)由水泥、粒料級配、是經(jīng)由水泥、粒料級配、加水拌和而成混凝土,在其中加入一些抗拉鋼筋,加水拌和而成混凝土,在其中加入一些抗拉鋼筋,在經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護(hù),達(dá)到建筑設(shè)計所需的強(qiáng)度。在經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護(hù),達(dá)到建筑設(shè)計所需的強(qiáng)度。它應(yīng)該是人類最早開發(fā)使用的復(fù)合型材料之一。它應(yīng)該是人類最早開發(fā)使用的復(fù)合型
30、材料之一。 2022-2-2434v可根據(jù)不同要求配制不同性質(zhì)的混凝土??筛鶕?jù)不同要求配制不同性質(zhì)的混凝土。v混凝土在凝結(jié)前具有良好的塑性,可澆制成各種形混凝土在凝結(jié)前具有良好的塑性,可澆制成各種形狀和大小的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物;狀和大小的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物;v混凝土與鋼筋有牢固的粘結(jié)力,能制作鋼筋混凝土混凝土與鋼筋有牢固的粘結(jié)力,能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件;結(jié)構(gòu)和構(gòu)件;v混凝土拌合物經(jīng)硬化后有抗壓強(qiáng)度高與耐久性良好混凝土拌合物經(jīng)硬化后有抗壓強(qiáng)度高與耐久性良好的特性;的特性;v混凝土組成材料中砂、石等地方材料占混凝土組成材料中砂、石等地方材料占80%80%以上,以上,符合就地取材和經(jīng)濟(jì)的原則。符合就地取材和
31、經(jīng)濟(jì)的原則。三、混凝土的優(yōu)點(diǎn)三、混凝土的優(yōu)點(diǎn)2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-24352.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能四、混凝土的熱學(xué)性能四、混凝土的熱學(xué)性能(1 1)導(dǎo)熱系數(shù))導(dǎo)熱系數(shù)(2 2)熱膨脹系數(shù))熱膨脹系數(shù)60(0.0086) 10T2022-2-24362.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能v 雖然受骨料種類、配合比和水分的影響,但影響都不大。雖然受骨料種類、配合比和水分的影響,但影響都不大?;炷猎跍囟壬邥r比熱緩慢增大。在火災(zāi)高溫下混凝土混凝土在溫度升高時比熱緩慢增大。在火災(zāi)高溫下混凝土的比熱可取常值的比熱可取常值921921J/kgJ/kg。v
32、 在升溫條件下,混凝土由于內(nèi)部水分的蒸發(fā)和發(fā)生熱膨脹,在升溫條件下,混凝土由于內(nèi)部水分的蒸發(fā)和發(fā)生熱膨脹,密度降低。密度降低。在實(shí)際計算時,把混凝土的質(zhì)量密度看作常數(shù)。在實(shí)際計算時,把混凝土的質(zhì)量密度看作常數(shù)。24000.56T(3 3)比熱:)比熱:(4 4)密度:)密度:2022-2-24372.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能五、高溫下混凝土的力學(xué)性能五、高溫下混凝土的力學(xué)性能(1 1)抗壓強(qiáng)度)抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度為常壓下的抗壓強(qiáng)度為常壓下的45%幾乎完全喪失幾乎完全喪失2022-2-2438v混凝土的抗壓強(qiáng)度隨溫度升高而變化的規(guī)律是:混凝土的抗壓強(qiáng)度隨溫度升高而變化的規(guī)律是: 在溫度
33、為在溫度為300300以下,以下,混凝土的抗壓強(qiáng)度基本上混凝土的抗壓強(qiáng)度基本上沒有降低,甚至還有些增大;沒有降低,甚至還有些增大;當(dāng)溫度超過當(dāng)溫度超過300300,混凝土的抗壓強(qiáng)度基本上呈線混凝土的抗壓強(qiáng)度基本上呈線性下降趨勢。性下降趨勢。當(dāng)溫度超過當(dāng)溫度超過600600時,時,強(qiáng)度降低約強(qiáng)度降低約50%50%,800800時降低約時降低約80%80%,破壞形態(tài)也明顯變化。破壞形態(tài)也明顯變化。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2439v 100 300 C 無變化;無變化;v 300 400 C 有微裂紋;有微裂紋;v 600 700 C 裂縫增大、數(shù)量增多;裂縫增大、數(shù)量
34、增多;v 800 900 C 酥裂、脫落;酥裂、脫落;v 1000 C 以上以上 熔結(jié)、熔瘤。熔結(jié)、熔瘤。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2440 混凝土各組成材料的熱膨脹不同。混凝土各組成材料的熱膨脹不同。在溫度超過在溫度超過300300情情況下,水泥石脫水收縮,而骨料受熱膨脹,由于脹縮況下,水泥石脫水收縮,而骨料受熱膨脹,由于脹縮的不一致性,使混凝土中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,不但破的不一致性,使混凝土中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,不但破壞了水泥石與骨料間的粘結(jié),而且會把包裹在骨料周壞了水泥石與骨料間的粘結(jié),而且會把包裹在骨料周圍的水泥石撐破。圍的水泥石撐破。 水泥石內(nèi)部產(chǎn)生一系列物理
35、化學(xué)變化。水泥石內(nèi)部產(chǎn)生一系列物理化學(xué)變化。如水泥主要水如水泥主要水化產(chǎn)物化產(chǎn)物Ca(OH)Ca(OH)2 2,水化鋁酸鈣等的結(jié)晶水排出,使結(jié)構(gòu),水化鋁酸鈣等的結(jié)晶水排出,使結(jié)構(gòu)變得疏松。變得疏松。 骨料內(nèi)部的不均勻膨脹和熱分解。骨料內(nèi)部的不均勻膨脹和熱分解。如花崗巖和砂巖內(nèi)如花崗巖和砂巖內(nèi)石英顆粒膨脹的方向性及晶形轉(zhuǎn)變(在溫度達(dá)到石英顆粒膨脹的方向性及晶形轉(zhuǎn)變(在溫度達(dá)到573573,體積快速膨脹),石灰?guī)r中體積快速膨脹),石灰?guī)r中CaCOCaCO3 3的熱分解成的熱分解成CaO(CaO(在在825)825),導(dǎo)致骨料強(qiáng)度的下降。,導(dǎo)致骨料強(qiáng)度的下降。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能
36、v混凝土抗壓強(qiáng)度下降的原因混凝土抗壓強(qiáng)度下降的原因2022-2-2441v影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素加熱溫度加熱溫度混凝土加熱溫度越高,抗壓強(qiáng)度下降越大?;炷良訜釡囟仍礁撸箟簭?qiáng)度下降越大?;炷恋慕M成材料混凝土的組成材料 骨料在混凝土中占絕大部分。骨料的種類不同,性質(zhì)骨料在混凝土中占絕大部分。骨料的種類不同,性質(zhì)也不同,直接影響混凝土的高溫強(qiáng)度。用膨脹性小、也不同,直接影響混凝土的高溫強(qiáng)度。用膨脹性小、性能較穩(wěn)定、粒徑較小的骨料配制的混凝土在高溫下性能較穩(wěn)定、粒徑較小的骨料配制的混凝土在高溫下抗壓強(qiáng)度保持較好。采用高標(biāo)號水泥、減少水泥用量、抗壓強(qiáng)度保持較好。采用高標(biāo)號
37、水泥、減少水泥用量、減少含水量也有利于保持混凝土在高溫下的強(qiáng)度。減少含水量也有利于保持混凝土在高溫下的強(qiáng)度。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2442 消防射水消防射水 消防水急驟射到高溫的混凝土結(jié)構(gòu)表面時,會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)消防水急驟射到高溫的混凝土結(jié)構(gòu)表面時,會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度達(dá)到生嚴(yán)重破壞。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度達(dá)到300左右時,其左右時,其內(nèi)部深層溫度依然很低,消防水射到混凝土結(jié)構(gòu)表面急劇冷內(nèi)部深層溫度依然很低,消防水射到混凝土結(jié)構(gòu)表面急劇冷卻會使表面混凝土中產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力,因而構(gòu)件表面出卻會使表面混凝土中產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力,因而構(gòu)件表面出現(xiàn)很多由
38、外向內(nèi)的裂縫。當(dāng)混凝土溫度超過現(xiàn)很多由外向內(nèi)的裂縫。當(dāng)混凝土溫度超過500以后,從以后,從中游離的中游離的CaO遇到噴射的水流,發(fā)生熟化,體積迅速膨脹,遇到噴射的水流,發(fā)生熟化,體積迅速膨脹,造成混凝土強(qiáng)度急劇降低。造成混凝土強(qiáng)度急劇降低。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能v影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素溫度溫度常溫常溫100200300400500600700800%10.75-0.980.76-0.970.75-0.940.71-0. 810.51-0. 640.41-0.590.21-0.280.12-0.182022-2-2443(2 2)混凝土的抗拉強(qiáng)度)混凝
39、土的抗拉強(qiáng)度v 在常溫下,混凝土直接受拉容易斷裂,斷裂前無明顯殘在常溫下,混凝土直接受拉容易斷裂,斷裂前無明顯殘余變形。余變形。v 在火災(zāi)高溫條件下,混凝土的抗拉強(qiáng)度隨溫度上升明顯在火災(zāi)高溫條件下,混凝土的抗拉強(qiáng)度隨溫度上升明顯下降,下降幅度比抗壓強(qiáng)度大下降,下降幅度比抗壓強(qiáng)度大101015%15%。當(dāng)溫度超過。當(dāng)溫度超過600600以后,混凝土抗拉強(qiáng)度則基本喪失。以后,混凝土抗拉強(qiáng)度則基本喪失。v 混凝土抗拉強(qiáng)度發(fā)生下降的原因是在高溫下混凝土中的混凝土抗拉強(qiáng)度發(fā)生下降的原因是在高溫下混凝土中的水泥石產(chǎn)生微裂縫造成的,混凝土局部出現(xiàn)細(xì)縫或開裂,水泥石產(chǎn)生微裂縫造成的,混凝土局部出現(xiàn)細(xì)縫或開裂,
40、導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋直接暴露在火中。導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋直接暴露在火中。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2444(3 3)混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度)混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度v 鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是鋼筋與混凝土在界面的鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是鋼筋與混凝土在界面的相互作用,通過這種作用來傳遞兩者之間的應(yīng)力和相互作用,通過這種作用來傳遞兩者之間的應(yīng)力和協(xié)調(diào)變形。它的大小對構(gòu)件的裂縫、變形和承載能協(xié)調(diào)變形。它的大小對構(gòu)件的裂縫、變形和承載能力有直接的影響。力有直接的影響。v 在火災(zāi)高溫作用下鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度變在火災(zāi)高溫作用下鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度變化對其承載力影響很大。溫度上升,混凝土的粘結(jié)化
41、對其承載力影響很大。溫度上升,混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度下降。強(qiáng)度下降。螺紋鋼筋表面凹凸不平,與混凝土間機(jī)螺紋鋼筋表面凹凸不平,與混凝土間機(jī)械咬合力較大,因此在升溫過程中粘結(jié)強(qiáng)度下降較械咬合力較大,因此在升溫過程中粘結(jié)強(qiáng)度下降較少。少。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2445(4 4)混凝土的彈性模量)混凝土的彈性模量2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2446v六、混凝土的爆裂六、混凝土的爆裂v 在火災(zāi)初期,混凝土構(gòu)件受熱表面層發(fā)生的塊狀爆炸性脫落現(xiàn)在火災(zāi)初期,混凝土構(gòu)件受熱表面層發(fā)生的塊狀爆炸性脫落現(xiàn)象,稱為混凝土的爆裂。象,稱為混凝土的爆裂。爆炸具有突發(fā)性,
42、并伴隨著大小不同爆炸具有突發(fā)性,并伴隨著大小不同的響聲,可發(fā)生在局部,也可能擴(kuò)大面較大。的響聲,可發(fā)生在局部,也可能擴(kuò)大面較大。v 影響爆裂的因素有影響爆裂的因素有 含水率、密實(shí)性、骨料的性質(zhì)、加熱的速度、構(gòu)件施加預(yù)含水率、密實(shí)性、骨料的性質(zhì)、加熱的速度、構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的情況以及約束條件等。應(yīng)力的情況以及約束條件等。v 防止爆裂的措施防止爆裂的措施 (1 1)設(shè)置阻火屏障。)設(shè)置阻火屏障。 (2 2)在物體表面噴涂料或涂抹水泥沙漿,并在內(nèi)設(shè)鋼絲網(wǎng)。)在物體表面噴涂料或涂抹水泥沙漿,并在內(nèi)設(shè)鋼絲網(wǎng)。 (3 3)避免使用石英骨料,粒徑不宜過大。)避免使用石英骨料,粒徑不宜過大。 (4 4)防止構(gòu)件
43、斷面突變。)防止構(gòu)件斷面突變。 (5 5)降低水灰比。)降低水灰比。2.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能2022-2-2447v 有機(jī)材料大都具有可燃性,因此,主要研究其有機(jī)材料大都具有可燃性,因此,主要研究其燃燒性能燃燒性能。由于有機(jī)材料在由于有機(jī)材料在300300會發(fā)生碳化、燃燒、熔融等變化,會發(fā)生碳化、燃燒、熔融等變化,因此在熱穩(wěn)定方面一般比無機(jī)材料差。因此在熱穩(wěn)定方面一般比無機(jī)材料差。v 有機(jī)材料的特點(diǎn)是重量輕,隔熱性好,不易發(fā)生裂縫和有機(jī)材料的特點(diǎn)是重量輕,隔熱性好,不易發(fā)生裂縫和爆裂等。爆裂等。v 有機(jī)材料的燃燒以熱分解的形式進(jìn)行,即在受熱時它先有機(jī)材料的燃燒以熱分解的形式進(jìn)行
44、,即在受熱時它先發(fā)生分解出發(fā)生分解出CO,HCO,H2 2,C,Cn nH Hm m等可燃?xì)怏w,并與空氣中的等可燃?xì)怏w,并與空氣中的O O2 2混合混合而發(fā)生燃燒。而發(fā)生燃燒。v 建筑材料中常用的有機(jī)材料有建筑材料中常用的有機(jī)材料有木材木材、塑料塑料,膠合板膠合板,纖纖維板維板,刨花板刨花板等。等。2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能一、有機(jī)材料一、有機(jī)材料2022-2-24482.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能1.1.木材木材木材的組成:木材的組成:化學(xué)組成化學(xué)組成:C,H,O,N其它其它物質(zhì)組成:纖維素和半纖維素;木質(zhì)素;可提取物、物質(zhì)組成:纖維素和半纖維
45、素;木質(zhì)素;可提取物、樹脂、揮發(fā)性油類;灰分樹脂、揮發(fā)性油類;灰分木材的容重木材的容重 容重大于容重大于450kg/m3為重雜木,小于為重雜木,小于450kg/m3 為輕為輕雜木;雜木;容重越大,炭化速率越小,裂紋越密,自燃點(diǎn)越高。容重越大,炭化速率越小,裂紋越密,自燃點(diǎn)越高。2022-2-2449 木材的熱分解木材的熱分解2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能木材在火災(zāi)中的變化木材在火災(zāi)中的變化常溫加熱常溫加熱水分蒸發(fā)水分蒸發(fā)熱分解熱分解炭化炭化燃燒燃燒水分基本蒸發(fā)完全;水分基本蒸發(fā)完全;150左右開始發(fā)生熱分解,左右開始發(fā)生熱分解, 溫度越高,熱分解速度越快;溫度越高,熱分解
46、速度越快;200開始焦化變色;開始焦化變色;260達(dá)到達(dá)到危險溫度危險溫度,表面出現(xiàn)黑色;,表面出現(xiàn)黑色;300出現(xiàn)小裂紋;出現(xiàn)小裂紋;360出現(xiàn)明顯炭化裂紋;出現(xiàn)明顯炭化裂紋;360 420達(dá)到自燃達(dá)到自燃;400炭化層出現(xiàn)規(guī)則的龜裂紋,炭化層出現(xiàn)規(guī)則的龜裂紋, 裂紋隨溫度的升高而變短。裂紋隨溫度的升高而變短。2022-2-24502.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能木材的燃燒木材的燃燒 (一)(一)燃燒過程:燃燒過程:可燃性氣體的有焰燃燒可燃性氣體的有焰燃燒 木炭的無焰燃燒木炭的無焰燃燒(二)(二)燃燒速度:燃燒速度:單位時間內(nèi)木材的炭化深度單位時間內(nèi)木材的炭化深度 0.6
47、mm/min(三)(三)影響因素:影響因素:木材的成分木材的成分 含水量含水量 木材的形狀和尺寸木材的形狀和尺寸 受火形式受火形式2022-2-24512.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能熱重分析表明,纖維素,半纖維素和木質(zhì)素的熱熱重分析表明,纖維素,半纖維素和木質(zhì)素的熱解性能差別很大。纖維素?zé)峤獾臏囟确秶蠹s在解性能差別很大。纖維素?zé)峤獾臏囟确秶蠹s在240-350240-350,半纖維素,半纖維素200-260200-260,木質(zhì)素,木質(zhì)素280-280-500500。干燥木材中各成份所占的質(zhì)量百分比木材種類纖維素半纖維素木質(zhì)素軟 木404423401825硬 木40442
48、03225352022-2-24522.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能2.2.高分子材料高分子材料塑料、橡膠和纖維塑料、橡膠和纖維v 高聚物的燃燒過程高聚物的燃燒過程1、加熱:、加熱: 熱塑性塑料熱塑性塑料-容易軟化熔融,之后會流動、滴落,容易軟化熔融,之后會流動、滴落, 將會促進(jìn)火災(zāi)的蔓延。將會促進(jìn)火災(zāi)的蔓延。 熱固性塑料熱固性塑料-不軟化熔融,直接發(fā)生熱分解反應(yīng)不軟化熔融,直接發(fā)生熱分解反應(yīng)2、分解:不燃性氣體,可燃性氣體,炭化殘渣、分解:不燃性氣體,可燃性氣體,炭化殘渣3、著火燃燒、著火燃燒v 高聚物的燃燒特點(diǎn)高聚物的燃燒特點(diǎn)1、發(fā)熱量高、發(fā)熱量高 2、火焰溫度高、火焰
49、溫度高 3、燃燒速度快、燃燒速度快4、發(fā)煙量和毒性大、發(fā)煙量和毒性大2022-2-2453v 沿原木年輪方向旋切成大張單板,經(jīng)干燥、涂膠后沿原木年輪方向旋切成大張單板,經(jīng)干燥、涂膠后按相鄰單板層木紋方向相互垂直的原則組成坯,膠按相鄰單板層木紋方向相互垂直的原則組成坯,膠合而成。合而成。使用使用酚醛樹脂酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂三聚氰胺樹脂做黏合劑的,防火做黏合劑的,防火性能好,不易燃燒。性能好,不易燃燒。使用使用尿素樹脂尿素樹脂做黏合劑的,因其摻有面粉,所以做黏合劑的,因其摻有面粉,所以防火性能差,易燃燒。防火性能差,易燃燒。難燃膠合板使用難燃膠合板使用磷酸銨、硼酸等阻燃劑磷酸銨、硼酸等阻燃劑浸泡
50、過的浸泡過的薄板制造的板材,其防火性能較好,但仍能燃燒。薄板制造的板材,其防火性能較好,但仍能燃燒。2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能3.3.膠合板膠合板2022-2-24544.4.纖維板纖維板2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能v以植物纖維為原料,經(jīng)纖維分離、成型、熱壓、干燥以植物纖維為原料,經(jīng)纖維分離、成型、熱壓、干燥等工序制成的板材。等工序制成的板材。v使用使用無機(jī)膠粘劑無機(jī)膠粘劑,纖維板屬難燃材料。,纖維板屬難燃材料。v使用各種樹脂做粘結(jié)劑,則隨著樹脂的不同,纖維板使用各種樹脂做粘結(jié)劑,則隨著樹脂的不同,纖維板難燃或可燃。難燃或可燃。v具有一定防火性
51、能的木質(zhì)刨花人造薄型板材,是以木具有一定防火性能的木質(zhì)刨花人造薄型板材,是以木質(zhì)刨花獲木質(zhì)纖維(木片、木屑)為原料,摻加膠黏劑、質(zhì)刨花獲木質(zhì)纖維(木片、木屑)為原料,摻加膠黏劑、阻燃劑、防腐劑和防水劑等組料經(jīng)壓制而成。阻燃劑、防腐劑和防水劑等組料經(jīng)壓制而成。v該種板材由于阻燃劑的阻燃作用,屬于難燃行的建筑該種板材由于阻燃劑的阻燃作用,屬于難燃行的建筑材料,廣泛用于建筑物的隔墻、裙墻和吊頂?shù)?。材料,廣泛用于建筑物的隔墻、裙墻和吊頂?shù)?。p3.4.5的燃燒性能取決于粘膠劑的性質(zhì)。的燃燒性能取決于粘膠劑的性質(zhì)。5.5.難燃刨花板難燃刨花板2022-2-24552.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料
52、的高溫性能二、無機(jī)材料二、無機(jī)材料石材抗壓強(qiáng)度隨溫度變化石材抗壓強(qiáng)度隨溫度變化1.1.石材石材強(qiáng)度明顯降低強(qiáng)度明顯降低2022-2-2456v2.粘土磚:粘土磚:經(jīng)高溫煅燒,耐火性良好經(jīng)高溫煅燒,耐火性良好v3.砂漿:砂漿:砌筑砂漿、抹面砂漿砌筑砂漿、抹面砂漿(可分為普通抹面砂可分為普通抹面砂漿、裝飾砂漿和特殊功能砂漿(防水、絕熱、吸漿、裝飾砂漿和特殊功能砂漿(防水、絕熱、吸音、耐酸等)音、耐酸等))v4.石膏石膏v(一)裝飾石膏板:(一)裝飾石膏板:v1、主要原料:石膏、纖維增強(qiáng)材料、外加劑、水、主要原料:石膏、纖維增強(qiáng)材料、外加劑、水v2、特點(diǎn):重量輕,安裝方便、具有較好防火效果、特點(diǎn):重
53、量輕,安裝方便、具有較好防火效果v3、應(yīng)用:室內(nèi)墻面和頂棚裝修、應(yīng)用:室內(nèi)墻面和頂棚裝修v(二)紙面石膏板(二)紙面石膏板:難燃板材:難燃板材v帶護(hù)面紙,用于室內(nèi)非承重墻和吊頂帶護(hù)面紙,用于室內(nèi)非承重墻和吊頂2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能2022-2-24575.5.玻璃的高溫性能玻璃的高溫性能v 以石英砂、純堿、長石和石灰石等為原料,在以石英砂、純堿、長石和石灰石等為原料,在1550-1600C1550-1600C燒燒至熔融,再經(jīng)急冷而得的一種無定形硅酸鹽物質(zhì)。至熔融,再經(jīng)急冷而得的一種無定形硅酸鹽物質(zhì)。普通平板玻璃:普通平板玻璃: 在火災(zāi)條件下大多在在火災(zāi)條件下大多在
54、250250左右,由于其變形受到門、窗左右,由于其變形受到門、窗框的限制而自行破裂。框的限制而自行破裂。夾絲玻璃:夾絲玻璃: 是在玻璃成型過程中,將經(jīng)過預(yù)熱處理的金屬絲網(wǎng)加入是在玻璃成型過程中,將經(jīng)過預(yù)熱處理的金屬絲網(wǎng)加入已軟化的玻璃中,經(jīng)壓延輥壓制而成。已軟化的玻璃中,經(jīng)壓延輥壓制而成。金屬絲網(wǎng)在夾絲玻金屬絲網(wǎng)在夾絲玻璃中主要起增大強(qiáng)度作用。璃中主要起增大強(qiáng)度作用。當(dāng)夾絲玻璃表面受到外力或高當(dāng)夾絲玻璃表面受到外力或高溫作用時,同樣會炸裂,但在金屬絲網(wǎng)的支撐拉結(jié)下,裂溫作用時,同樣會炸裂,但在金屬絲網(wǎng)的支撐拉結(jié)下,裂而不散。當(dāng)溫度升高到而不散。當(dāng)溫度升高到700700800800后,夾絲玻璃表
55、面發(fā)生后,夾絲玻璃表面發(fā)生熔融,會填實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,直至整個玻璃軟化熔融,熔融,會填實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,直至整個玻璃軟化熔融,順著金屬絲網(wǎng)垂落下來,形成孔洞,才失去隔火作用。順著金屬絲網(wǎng)垂落下來,形成孔洞,才失去隔火作用。2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能2022-2-2458v 鋼化玻璃鋼化玻璃 v 其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃,為提高玻璃的強(qiáng)度其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃,為提高玻璃的強(qiáng)度, ,通常使通常使用化學(xué)或物理的方法,在玻璃表面形成壓應(yīng)力,玻璃用化學(xué)或物理的方法,在玻璃表面形成壓應(yīng)力,玻璃承受外力時首先抵消表層應(yīng)力,從而提高了承載能力,承受外力時首先抵消表層應(yīng)力,從而提高了承載能
56、力,增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性,寒暑性,沖擊性增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性,寒暑性,沖擊性, ,熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性等,可承受等,可承受200200的溫差變化。的溫差變化。 2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能2022-2-2459防火玻璃:防火玻璃:v 1、分類:、分類:v 按用途:建筑用防火玻璃、船用防火玻璃按用途:建筑用防火玻璃、船用防火玻璃v 按結(jié)構(gòu):復(fù)合防火玻璃(按結(jié)構(gòu):復(fù)合防火玻璃(FFB),單片防火玻璃(),單片防火玻璃(DFB)v 按耐火性能:按耐火性能:A類:同時滿足耐火完整性隔熱性要求類:同時滿足耐火完整性隔熱性要求 B類:同時滿足耐火完整性、熱輻射強(qiáng)度要求類:同時滿足耐火完
57、整性、熱輻射強(qiáng)度要求 C類:滿足耐火完整性要求類:滿足耐火完整性要求v 按耐火等級:一級:按耐火等級:一級:90min 二級:二級:60min 三級:三級:45min 四級:四級:30min2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能2022-2-2460v2、復(fù)合防火玻璃、復(fù)合防火玻璃v 將兩片或兩片以上的普通平板玻璃用透明防火粘結(jié)劑將兩片或兩片以上的普通平板玻璃用透明防火粘結(jié)劑膠結(jié)而成的一種防火玻璃,屬于阻火隔熱型防火玻璃。膠結(jié)而成的一種防火玻璃,屬于阻火隔熱型防火玻璃。v 這種在玻璃正常使用時和普通玻璃一樣具有透光性能這種在玻璃正常使用時和普通玻璃一樣具有透光性能和裝飾性能;發(fā)生
58、火災(zāi)后,隨著火勢的蔓延擴(kuò)大,火和裝飾性能;發(fā)生火災(zāi)后,隨著火勢的蔓延擴(kuò)大,火災(zāi)區(qū)域的溫度升高,防火夾層不但能將炸裂的玻璃碎災(zāi)區(qū)域的溫度升高,防火夾層不但能將炸裂的玻璃碎片牢固地粘結(jié)在其他玻璃上,而且受熱膨脹發(fā)泡,厚片牢固地粘結(jié)在其他玻璃上,而且受熱膨脹發(fā)泡,厚度增大度增大810810倍,形成致密的蜂窩狀防火隔熱層,阻止倍,形成致密的蜂窩狀防火隔熱層,阻止了火焰和熱量向外穿透,從而起到隔火隔熱作用。了火焰和熱量向外穿透,從而起到隔火隔熱作用。v 復(fù)合防火玻璃主要用于復(fù)合防火玻璃主要用于防火門防火門、窗窗和和防火隔斷防火隔斷,此外,此外也用于樓梯間、電梯井的某些部位。也用于樓梯間、電梯井的某些部位。2.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能2022-2-2461普通的玻璃遇火普通的玻璃遇火1min炸裂,鋼化炸裂,鋼化玻璃遇火玻璃遇火5-8min炸裂。炸裂。火災(zāi)通過缺口向火災(zāi)通過缺口向周圍外墻玻璃擴(kuò)周圍外墻玻璃擴(kuò)散散周圍外墻玻璃炸周圍外墻玻璃炸裂引燃室內(nèi)物品裂引燃室內(nèi)物品2022-2-24622022-2-24632022-2-24642022-2
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