钢结构抗火计算与设计第三章剖析
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钢结构抗火计算与设计第三章剖析
见课本P44
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件耐火极限试验
• 国家标准《建筑构件耐火试验方法》（GB9978—88）规 定，耐火极限的判定，分为分隔构件、承重构件以及具 有承重、分隔双重作用的承重分隔构件。
• 《建筑构件耐火试验方法》规定了标准耐火试验必须遵 循的升温条件、压力条件、约束条件、受火条件和试件 要求等。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件失去完整性
• 失去完整性是指分隔构件（如楼板、屋面板、门、 窗、墙体、吊顶等）当其一面受火作用时，在试 验过程中，构件出现穿透性裂缝，火穿过空隙， 火焰穿过构件，使其背面可燃物起火。这时，构 件将失去阻止火焰和高温烟气穿透或阻止背面出 现火焰的性能。此时可认为构件失去完整性。
9F
居民楼
北
8F
居民楼
3F
商住楼
6F
临
墙
2F 民房
9F
居民楼
门面 1F
火灾发生地
配电房
衡 州 大 厦
衡州大市 场
锈蚀 4F
江
路
居民楼
2003.11.3
一楼储有大量 的电器、橡塑制 品以及烟酒、糖 果、红枣、八角、 木耳等副食品
商住楼
临
江
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
大门
环球家俱广场
路
备注:
水泥墩 返回
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件失去绝热性
• 失去绝热性是指分隔构件失去隔绝过量热传导性 能。
• 在试验中，试件背火面测点的平均温度超过初始 温度140℃，或背火面任一测点温度超过初始温 度180℃时，均认为构件失去绝热性。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
分隔构件耐火极限的判定条件
• 分隔构件，如隔墙、吊顶、门、窗等，当构件失 去完整性或绝热性时，构件达到耐火极限。也就 是说，此类构件的耐火性由完整性、绝热性两个 条件共同控制。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
T-T0(℃)
1200 1000
800 600 400 200
0 0
T T 034 lg 8 5 t (1 )
60
120
180
240
300百度文库
360
t(min)
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
➢炉温允许偏差及炉温均匀性要求，偏离温度－时间 标准曲线的偏差值d由下式确定
• 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 土柱，炉内的受火高度为3m，如其变形速度超过9mm/min，则 该柱失去抗变形能力。
注意：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。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—加载条件
承重构件的试验荷载，应按以下条件之一来确定 ➢ 试件的工作荷载； ➢ 试件的设计荷载； ➢ 试件的试验荷载。
• 只有按照这些标准试验条件进行试验，所得耐火极限才 是可靠的，并与其他构件具有可比性。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
➢火灾试验采用明火加热，试件受到与实际火灾相 似的火焰作用。 ➢试验时，炉内温度的上升随时间而变化，其表达 式为
TT 034 lg 8 5 t (1 )
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—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。
湖南省衡阳市“11.3”特大火灾坍塌事故
坍塌现场全景图
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件火灾试验的目的
确定构件抵抗火灾的能力，即构件 的耐火性能。 耐火极限是建筑构件的耐火性能的 主要指标，目前通过标准火灾试验来 确定。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件的耐火极限
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
承重构件耐火极限的判定条件
• 承重构件，如梁、柱、屋架等，此类构件本身没 有隔断火焰的作用，所以用失去稳定性单一条件 来判断承重构件是否达到耐火极限。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
承重分隔构件耐火极限的判定条件
• 承重分隔构件，如承重墙、楼板、屋面板等，此 类构件具有承重、分隔双重功能，所以构件在试 验中失去稳定性或完整性或隔热性任何一条时， 构件即达到耐火极限。它们的耐火极限由三个条 件共同控制。
• 建筑构件的耐火极限是指构件在标准耐火试验中， 从受到火的作用时起到失去稳定性或完整性或绝 热性（隔火作用）止，这段抵抗火作用的时间称 为构件的耐火极限，一般以h计。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件失去承载能力或抗变形能力
• 失去稳定性是指构件在试验过程中失去承载能力或抗变形能力， 此条件主要针对承重构件。
A B
d
100
B
A 实际平均炉温曲线下的面积，B 标准升温曲线下的面积。
当t≤10min时，要求d≤15%；当10＜t≤30min时，要求d≤10% ；当 ＞30min时，要求d≤5% 。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
面积A、B 的计算方法： 试验开始10min内，时间间隔小于1min； 在10～30min内，时间间隔小于2min； 在30min以后，时间间隔小于5 min。 在此时间间隔下，把各间隔内温度曲线下的面积相 加即得A、B 在头10min之后的任何时间内，对于不燃结构， 炉温单点最大允许偏离标准曲线不大于±100℃；对于可燃结 构，最大允许偏差不大于±200℃；
第三章 建筑结构构件耐火极限 与建筑构件的标准耐火试验
• 耐火极限的定义 • 建筑构件耐火极限的试验条件 • 试件要求 • 试验装置
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钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
湖南省衡阳市衡州大厦[11.3] 特大火灾坍塌事故现场平面图
见课本P44
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件耐火极限试验
• 国家标准《建筑构件耐火试验方法》（GB9978—88）规 定，耐火极限的判定，分为分隔构件、承重构件以及具 有承重、分隔双重作用的承重分隔构件。
• 《建筑构件耐火试验方法》规定了标准耐火试验必须遵 循的升温条件、压力条件、约束条件、受火条件和试件 要求等。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件失去完整性
• 失去完整性是指分隔构件（如楼板、屋面板、门、 窗、墙体、吊顶等）当其一面受火作用时，在试 验过程中，构件出现穿透性裂缝，火穿过空隙， 火焰穿过构件，使其背面可燃物起火。这时，构 件将失去阻止火焰和高温烟气穿透或阻止背面出 现火焰的性能。此时可认为构件失去完整性。
9F
居民楼
北
8F
居民楼
3F
商住楼
6F
临
墙
2F 民房
9F
居民楼
门面 1F
火灾发生地
配电房
衡 州 大 厦
衡州大市 场
锈蚀 4F
江
路
居民楼
2003.11.3
一楼储有大量 的电器、橡塑制 品以及烟酒、糖 果、红枣、八角、 木耳等副食品
商住楼
临
江
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大门
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备注:
水泥墩 返回
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件失去绝热性
• 失去绝热性是指分隔构件失去隔绝过量热传导性 能。
• 在试验中，试件背火面测点的平均温度超过初始 温度140℃，或背火面任一测点温度超过初始温 度180℃时，均认为构件失去绝热性。
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分隔构件耐火极限的判定条件
• 分隔构件，如隔墙、吊顶、门、窗等，当构件失 去完整性或绝热性时，构件达到耐火极限。也就 是说，此类构件的耐火性由完整性、绝热性两个 条件共同控制。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
T-T0(℃)
1200 1000
800 600 400 200
0 0
T T 034 lg 8 5 t (1 )
60
120
180
240
300百度文库
360
t(min)
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
➢炉温允许偏差及炉温均匀性要求，偏离温度－时间 标准曲线的偏差值d由下式确定
• 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 土柱，炉内的受火高度为3m，如其变形速度超过9mm/min，则 该柱失去抗变形能力。
注意：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。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—加载条件
承重构件的试验荷载，应按以下条件之一来确定 ➢ 试件的工作荷载； ➢ 试件的设计荷载； ➢ 试件的试验荷载。
• 只有按照这些标准试验条件进行试验，所得耐火极限才 是可靠的，并与其他构件具有可比性。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—升温条件
➢火灾试验采用明火加热，试件受到与实际火灾相 似的火焰作用。 ➢试验时，炉内温度的上升随时间而变化，其表达 式为
TT 034 lg 8 5 t (1 )
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件的耐火试验—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。
湖南省衡阳市“11.3”特大火灾坍塌事故
坍塌现场全景图
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
建筑构件火灾试验的目的
确定构件抵抗火灾的能力，即构件 的耐火性能。 耐火极限是建筑构件的耐火性能的 主要指标，目前通过标准火灾试验来 确定。
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构件的耐火极限
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
承重构件耐火极限的判定条件
• 承重构件，如梁、柱、屋架等，此类构件本身没 有隔断火焰的作用，所以用失去稳定性单一条件 来判断承重构件是否达到耐火极限。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
承重分隔构件耐火极限的判定条件
• 承重分隔构件，如承重墙、楼板、屋面板等，此 类构件具有承重、分隔双重功能，所以构件在试 验中失去稳定性或完整性或隔热性任何一条时， 构件即达到耐火极限。它们的耐火极限由三个条 件共同控制。
• 建筑构件的耐火极限是指构件在标准耐火试验中， 从受到火的作用时起到失去稳定性或完整性或绝 热性（隔火作用）止，这段抵抗火作用的时间称 为构件的耐火极限，一般以h计。
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
构件失去承载能力或抗变形能力
• 失去稳定性是指构件在试验过程中失去承载能力或抗变形能力， 此条件主要针对承重构件。
A B
d
100
B
A 实际平均炉温曲线下的面积，B 标准升温曲线下的面积。
当t≤10min时，要求d≤15%；当10＜t≤30min时，要求d≤10% ；当 ＞30min时，要求d≤5% 。
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建筑构件的耐火试验—升温条件
面积A、B 的计算方法： 试验开始10min内，时间间隔小于1min； 在10～30min内，时间间隔小于2min； 在30min以后，时间间隔小于5 min。 在此时间间隔下，把各间隔内温度曲线下的面积相 加即得A、B 在头10min之后的任何时间内，对于不燃结构， 炉温单点最大允许偏离标准曲线不大于±100℃；对于可燃结 构，最大允许偏差不大于±200℃；
第三章 建筑结构构件耐火极限 与建筑构件的标准耐火试验
• 耐火极限的定义 • 建筑构件耐火极限的试验条件 • 试件要求 • 试验装置
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
钢结构抗火计算与设计第三章剖析
湖南省衡阳市衡州大厦[11.3] 特大火灾坍塌事故现场平面图