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耐火極限

鎖定
耐火極限是指對任一建築構件按時間一温度標準曲線進行耐火試驗,從受到火的作用時起,到失去支持能力或完整性被破壞或失去隔火作用時為止的這段時間,用小時表示。
中文名
耐火極限
外文名
fire resistance rating
類    別
建材性能
測量標準
温度標準曲線
適用範圍
承重結構、分隔結構等
試驗裝置
燃燒試驗爐
影響因素
完整性、穩定性
提高措施
適用不燃材料等

耐火極限判定條件

耐火極限失去穩定性

構件在試驗過程中失去支持能力或抗變形能力。
外觀判斷:如牆發生垮塌;梁板變形大於L/20;柱發生垮塌或軸向變形大於h/100(mm)或軸向壓縮變形速度超過3h/1000(mm/min);
受力主筋温度變化:16Mn鋼,510℃。

耐火極限失去完整性

適用於分隔構件,如樓板、隔牆等。失去完整性的標誌:出現穿透性裂縫或穿火的孔隙。

耐火極限失去絕熱性

適用於分隔構件,如牆、樓板等。
失去絕熱性的標誌:下列兩個條件之一
試件背火面測温點平均温升達140℃;
試件背火面測温點任一點温升達220℃;
建築構件耐火極限的三個判定條件,實際應用時要具體問題具體分析:
分隔構件(隔牆、吊頂、門窗):失去完整性或絕熱性;
承重構件(梁、柱、屋架):失去穩定性;
承重分隔構件(承重牆、樓板):失去穩定性或完整性或絕熱性。

耐火極限試驗裝置

燃燒試驗爐
牆爐:適用各類牆體、門窗的耐火試驗。3.06m×1.26m×3.05m
梁板爐:適用於樓板、屋面板、梁、吊頂等構件的耐火試驗。3.6m×4.6m×2.46m。
柱爐:天津所與加拿大共同開發的一個項目,達到國際先進水平。2.6m×2.6m×(3~4.2)m
燃料的選擇:可採用輕柴油、天燃氣、煤氣或丙烷氣等。
噴咀的設置:要求小而多。
爐温控制:
增減燃燒噴咀的數量;
調噴咀的油壓及風壓;
調整煙道閘板的位置。
加載系統
可模擬均布荷載、集中荷載、軸心荷載、偏心荷載。在試驗前一次加足,試驗中保持其大小及方向不變。
試驗荷載:應按國家有關設計規範來確定,或有關設計單位提供的技術數據來確定。
加載型式主要包括
牆—垂直加載,沿整個寬度通過加載梁加載;
樓板和屋面板—均布加載;
梁—垂直加載,折算成集中荷載;
柱—垂直加載,分軸壓、偏心兩種情況。
加載設備:液壓方式、機械方式或重質塊。
測温系統分為以下三個方面
爐內温度測量:絲徑為0.75~1.00mm熱電偶和記錄儀。
試件背火面的温度:絲徑為0.5mm的熱電偶與銅片焊接,並用石棉塹覆蓋。
試件內部温度測量:把熱電偶預埋在構件內。
壓力、變形測試系統包括兩個方面
爐壓應保持正壓,用壓力傳感器來測試。
水平構件需測撓度,可用測撓儀。
試件要求
試件尺寸、製作養護、安裝固定與實際一致。

耐火極限建築方面

牆的耐火極限
普通粘土磚牆、鋼砼牆的耐火極限大量試驗證明,耐火極限與厚度成正比。
厚度(mm)120 180 240 370
耐火極限(h)2.50 3.50 5.50 10.50
加氣砼牆的耐火極限
耐火極限與厚度也基本是成正比。
加氣砼砌塊牆(非承重牆)
厚度(mm)75100200
耐火極限(h)2.506.008.00
輕質隔牆
木龍骨——鋼絲網抹灰:0.85h
石膏板:0.30h
板條抹灰:0.85h
鋼龍骨——單層石膏板
雙層石膏板:1.00h以上
4.金屬牆板的耐火極限
採用鋁、鋼、鋁合金等薄板作兩面,中間或是空氣層或填礦棉、岩棉等隔熱材料,耐火極限可達1.50~2.00h。
柱的耐火極限
鋼砼柱的耐火極限
在通常情況下隨柱截面增大而增大。如C20砼柱:
截面積(mm×mm)
耐火極限(h)
200×200
1.40h
300×300
3.00h
370×370
5.00h
鋼柱的耐火極限:0.25h
梁的耐火極限
鋼砼梁的耐火極限主要取決於主筋保護層的厚度。
無保護鋼樑耐火極限為0.25h。 [1] 
樓板的耐火極限
簡支鋼砼圓孔空心板
保護層厚度(mm)102030
耐火極限(h)0.91.251.50
預應力鋼砼圓孔空心板
保護層厚度(mm)102030
耐火極限(h)0.40.70.85
吊頂的耐火極限
木吊頂擱柵——鋼絲網抹灰:0.25h
板條抹灰:0.25h
鋼吊頂擱柵——石棉板:0.85h
雙層石膏板:0.30h
鋼絲網抹灰:0.25h
管道的耐火極限
國家標準GB50368《住宅建築規範》第 9.4.3條強制性規範規定住宅建築中豎井的設置應符合下列要求: 電纜井、管道井、排煙道、排氣道等豎井應分別獨立設置,其井壁應採用耐火極限不低於1.0h的不燃性構件。 [2] 

耐火極限影響因素

完整性
砼的含水量
構件的接縫或填縫材料
絕熱性
材料的導温係數
構件的厚度
穩定性
構件材料的燃燒性能
有效荷載量
鋼材品種
實際材料強度
截面形狀與尺寸
配筋方式
配筋率
表面保護
受力狀態
支承條件

耐火極限提高措施

處理好接縫,防止出現穿透性裂縫;
使用導熱(温)係數低的材料或加大構件厚度;
使用不燃材料;
構件表面抹灰或噴塗防火塗料
加大構件截面,主要是加大寬度;
配16Mn、15MnV鋼,把粗筋置於內層,細筋置於外層;
提高鋼筋、砼的強度等級;
改變支承條件,增加約束。
參考資料