第3章 建筑耐火设计(第一部分)

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（五）受火条件

墙壁、隔板和门窗——一面受火；


楼板、屋面层和吊顶——下面受火；
横梁——两侧和底面共三面受火；

柱子——所有垂直面受火。
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（六）试件要求


结构：试件所用材料及制作与安装方法，应足 以反映构件在实际中的使用情况。为了便于试 验而作的任何修改，应对试件无重大影响。构 件在使用时如存在接缝，试件中应包括接缝。 尺寸：试件应与实际尺寸相同。如果构件尺寸 大于试验炉所容纳的尺寸，则试件在炉内暴露 部分的尺寸不得小于下述规定：
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§3.1 建筑构件的耐火性能
三、 建筑构件的耐火试验条件
建筑构件耐火试验的目的是测试构件的耐火极限， 而试验本身有很严格的条件限制。只有按这些条件 进行试验所测得的耐火极限才是可靠的。 《建筑构件耐火试验方法》规定了标准耐火试验必须 遵循条件： （一）升温条件： （二）压力条件 （三）加载条件 （四）构件的约束及边界条件 （五）受火条件 （六）试件要求
水泥刨花板 0.3h；
板条抹灰 0.85h
钢龙骨：双层石膏板 1h 以上 4、金属墙板：铝钢中间加隔热料 1.5-2.0h
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§3.1 建筑构件的耐火性能
（二）柱的耐火极限
1、钢砼柱的耐火极限
C20砼柱：200×200mm
370×370mm 2、钢柱的耐火极限：0.25h
1.4h；
1300
4 3 2 1
1350
1300 1200
1080
925
Temperature ° C
1014 928 867
761
1080 1029 986
822
800
600 556 486 400
658
200
1 = ISO834曲线 2 = 碳氢化合物曲线 3 = 德国RABT曲线 4 = 荷兰RWS曲线
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墙 炉
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柱炉
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梁板炉
柱 炉
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防火门试验
防火门试验
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正在进行防火玻璃测试
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§3.1 建筑构件的耐火性能
五、影响构件耐火极限的因素 （一）完整性
1、砼的爆裂；2、构件的接缝
（二）绝热性
1、材料的导温系数；2、构件的厚度
（三）稳定性
1、构件材料的燃烧性能；2、有效荷载量；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；8、表面保护；9、受力、受火状态；10、 支承条件、11、保护层厚度
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（一）升温条件
1200 1000 800
T-T 0 (℃)
600 400 200 0 0
T T0 345 lg(8t 1)
60 120 180 240 300 360
t(min)
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标准升温曲线
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1400 1260 1200 1140 1068 1078 1000
划分建筑物耐火等级的意义 对于不同类型、性质的建筑物提出不同的耐火等级 要求，可做到有利于消防安全。各类建筑物由于使用 性质、重要程度、规模大小、层数高低和火灾危险性 大小存在差异，所要求的耐火等级应有所不同。 有利于节约基本建设投资。
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§3.2
建筑物的耐火等级
二、低多层建筑物耐火等级的划分 一般民用建筑，包括 三部分： “9层及9层以下的居住 建筑（包括底层设臵商 业服务网点的居住建 筑）” “建筑高度小于等于 24.0m的其它民用建筑” “建筑高度大于24.0m 的单层公共建筑”。

失稳、垮塌、解体


墙——试验中发生塌垮，则表示试件失去承载能 力。 梁或板——试验中发生塌垮，则表示试件失去承 载能力。试件最大挠度超过L/20，则表示试件失 去抗变形能力。 柱——试验中发生塌垮，则表示试件失去承载能 力。试件轴向压缩变形速度超过3H（mm/min）， 则表示试件失去抗变形能力。其中 H 为试件在载 炉内的受火高度，单位以米计。如某钢筋混凝土
0 3 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 140
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Time [min.]
（二）压力条件
试验开始10min后，炉内应达到下述正压条件：


水平构件 ——在试件底面以下 100mm 处的水平 面上应保持10±5Pa的正压力。 垂直构件 ——在试件 2/3高度以上范围内应保 持正压，在炉内3m高度、距试件表面100mm处 应保持20±5Pa的压力。
第三章 建筑耐火设计 1
建筑构件的耐火性能
建筑物 耐火
2 建筑物的耐火等级 3 建筑结构的倒塌与破坏
建筑结 构耐火
4 5
钢结构耐火设计 建筑耐火构造
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§3.1 建筑构件的耐火性能
建筑物的耐火能力取决于建筑构件抵抗火的能 力，即建筑构件的耐火性能。建筑构件的耐火性 能包括以下两个方面：
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现行两个防火规范的适用范围比较
《建筑设计防火规范》
适用于下列新建、扩建和改建的工 业与民用建筑： 1、九层及九层以下的居住建筑（包 括底层设臵商业服务网点的居住建 筑）；建筑高度不超过24m的其他 民用建筑；建筑高度超过24m的单 层公共建筑 2、单层、多层和高层工业建筑 3、仓库 4、可燃材料堆场 5、可燃液体、气体储罐（区） 6、地下民用建筑 7、城市交通隧道
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养护与干燥：
试验时，构件应达到材料设计强度。由于含水率会 影响构件内热传导，所以试验时构件湿度应与实际 使用中的构件状态相近。 湿法生产的构件，应进行干燥。干燥温度应不影响 构件性能。厚度小于20mm的湿法生产构件，干燥时 间不得少于四周。厚度每增加10mm，干燥时间另增 加一周。
3、承重分隔构件：承重墙、屋面板、楼板等， 由稳定性、完整性、绝热性三个条件控制。
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§3.1 建筑构件的耐火性能 （三）建筑构件耐火极限的意义
1、是衡量建筑物耐火等级的主要指标。
2、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，减少火灾损失提供技术措 施。 3、为正确制定和贯彻建筑防火法规提供科学依 据。 4、为火灾烧损后建筑结构的加固工作提供依据。
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（四）构件约束及边界条件


对非承重构件，当构件实际使用中不受边 缘约束时，则在试验中试件边缘用无约束 作用的材料密封；当构件实际作用中受边 缘约束时，则在试验中试件边缘应能反映 实际使用情况。 对于承重构件，应能反映实际情况。如梁 两端可做成铰支、固结或弹性连接。
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组成构件材料的燃烧性能 构件的耐火极限
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§3.1 建筑构件的耐火性能
一、构件的燃烧性能 1、不燃烧体：用非燃材料做成的构件，如 建筑中采用的天然石材、人工石材、金属材 料等。 2、难燃烧体：用难燃烧材料做成的构件， 或用燃烧材料做成而用不燃烧材料做保护层 的构件，如沥青、经过防火处理的木材、木 板条抹灰等。 3、燃烧体：用可燃烧材料做成的构件，如 木材、纸板、塑料制品等。
5.0h
300×300mm
3.0h
（三）梁的耐火极限
1、取决于主筋保护层的厚度 非预应力钢砼简支梁：10mm 20mm 25mm 35mm
1.2h
2、无保护钢梁：0.25h
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1.75h
2.0h
2.3h
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§3.1 建筑构件的耐火性能
（四）楼板的耐火极限
简支钢砼园孔空心板（非预应力） 保护层厚度（mm）：10 耐火极限(h): 1 20 1.25 30 1.5
屋架：钢0.25h，钢砼保护层2530mm，1.5-1.7h
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§3.2
一、耐火等级的概念
建筑物的耐火等级
是衡量建筑物耐火程度的尺度，由建筑构件（墙、 柱、梁、楼板、屋顶承重构件和吊顶等主要建筑构 件）的燃烧性能和耐火极限中最低者决定。 反应建筑物的耐火能力和控火能力。规定建筑物的 耐火等级是建筑设计防火技术措施中最基本的措施 之一。
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§3.1 建筑构件的耐火性能
二、建筑构件的耐火极限 （一）耐火极限的定义 对任一建筑构件进行标准耐火试验，从受 到火的作用时起，到构件失去稳定性或完整性 或隔热性时止，这段抵抗火的作用时间，以小 时h计。
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构件失去稳定性 （承载能力或抗变形能力）
规定正压的目的是为了在炉内与试件背火面形成 压差，便于测试试件的完整性是否破坏。
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（三）加载条件
荷载的量值： 工作荷载＜设计荷载＜试验荷载，并且差 别很大。所以实际加载量值应在试验报告 中注明。由于工作载荷尚无明确的取值原 则，使某些耐火极限的数值不够可靠，有 关研究人员建议，工作载荷不应小于构件 设计载荷的70%。 承重构件的试验荷载，应在试验前一次加 足，并在试验过程中保持其大小和方向不
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对于不同构件，应按下述形式加载： 墙——垂直加载。荷载沿试件的整个宽度通 过加载设备均匀加载。 楼板和屋面板——均布加载。 梁——垂直加载。从梁端起，在总长度1/8、 3/8、5/8、7/8处四点加载。 柱——垂直加载。中心受压柱应从柱轴线方 向施压，偏心受压柱，应偏心加载或中心加 载和偏心加载相结合。