防灾减灾工程学 教学课件 作者 江见鲸 第9章　建筑构件的火灾性能.ppt

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1、16037-09a主编第9章　建筑构件的火灾性能9.1　建筑构件的耐火极限9.2　影响构件耐火极限的因素及提高耐火极限的措施9.3　高温后钢筋混凝土梁板的耐火性9.1　建筑构件的耐火极限9.1.1　标准升温曲线9.1.2　耐火极限9.1.3　建筑构件的耐火试验9.1.1　标准升温曲线(1)构件丧失了标准的力学强度。(2)构件自身的变形(挠度)已达到不能使其支撑的楼板等构件继续保证原有的耐火等级和不能保持相邻结构的承载功能值。(3)构件的热传导和密封性超过规定值。9.1.2　耐火极限(1)非承重构件。(2)承重构件。(1)非承重构件。1)失去完整性。当试件在试验中有火焰和气体从孔洞、空

2、隙中出现，并点燃规定的棉垫时，则表明构件失去了完整性。2)失去绝热性。试件背火面的平均温升超过试件表面初始温度140℃或单点最高温升超过初始温度180℃时，则表明构件失去绝热性。(2)承重构件。1)墙。试验过程中试件发生垮坍，则表明试件失去承载能力。2)梁或板。试验过程中试件发生垮坍，则表明试件失去承载能力。试件的最大挠度超过L/20，则表明构件失去抗变形能力。L为试件跨度，单位为cm。3)柱。试验过程中试件发生垮坍，则表明试件失去承载能力。9.1.3　建筑构件的耐火试验对建筑构件进行耐火试验，研究构件的耐火极限，可以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

3、物的耐火等级，降低防火投资，减少火灾损失提供技术措施，也和火灾烧损后建筑结构加固直接相关。9.2　影响构件耐火极限的因素及提高耐火极限的措施9.2.1　影响构件耐火极限的因素9.2.2　提高建筑构件耐火极限和改变燃烧性能的方法9.2.1　影响构件耐火极限的因素1.完整性2.绝热性3.稳定性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构件的完整性。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。3.稳定性(1)构件材料的燃烧性能。(2)有效荷载量值。(3)钢材品种。(4)实际材料强度。(5)截面形状与尺寸。(6)配筋方式。(7)配筋率。(

4、8)表面保护。(9)受力状态。(10)支承条件和计算长度。(1)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。(2)有效荷载量值。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。(3)钢材品种。不同的钢材，在温度作用下强度降低的系数不同。普通低合金钢优于普通碳素钢，普通碳素钢优于冷加工钢，而高强钢丝最差。所以配置16Mn钢的构件稳定性好，而预应力构件(多配冷拉钢筋或高强钢丝)稳定性差。(4)实际材料强度。钢材和混凝土的强

5、度受各种因素影响，是一个随机变量。构件材料实际测定强度高者，耐火性好；反之则差。(5)截面形状与尺寸。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。矩形截面宽度小者，温度易于传入内部，耐火性较差。构件截面尺寸大，热量不易传入内部，其耐火性则好。(6)配筋方式。当截面双层配筋或将大直径钢筋配于中部，小直径钢筋配于角部，则里层或中部钢筋温度低，强度高，耐火性好；反之则差。(7)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。(8)表面保护。当构件表面有非燃性材料保护同时，如抹灰、喷涂防火涂料等，构件温度低，耐火性好。(9)受力状态。轴

6、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。(10)支承条件和计算长度。连续梁或框架梁受火后会产生塑性变形出现内力重分布现象，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。9.2.2　提高建筑构件耐火极限和改变燃烧性能的方法(1)适当增加构件的截面尺寸。(2)对钢筋混凝土构件增加保护层厚度。(3)在构件表面做耐火保护层。(4)钢梁、钢屋架下及木结构做耐火吊顶和防火保护层。(5)在构件表面涂覆防火涂料。(6)进行合理的耐火构造设计。(7)其他方法。(1)适当增加构件的截面尺寸。建筑构件的截面尺寸越大，其耐火极限越长。此法对提高建筑构件的耐

7、火极限十分有效。(2)对钢筋混凝土构件增加保护层厚度。这是提高钢筋混凝土构件耐火极限的一种简单而常用的方法，对钢筋混凝土屋架、梁、板、柱都适用。钢筋混凝土构件的耐火性能主要取决于其受力筋高温下的强度变化情况。(3)在构件表面做耐火保护层。1)用现浇混凝土做耐火保护层。2)用砂浆或灰胶泥做耐火保护层。3)用矿物纤维做耐火保护层。4)用防火板材做耐火保护层。1)用现浇混凝土做耐火保护层。所使用的材料有混凝土、轻质混凝土及加气混凝土等。这些材料既有不燃性，又有较