1、2021-12-5耐火等級11、建筑構(gòu)件的燃燒(rnsho)性能與耐火極限建筑物基本構(gòu)件： 墻、柱、梁、樓板、屋架(wji)、吊頂、屋面、 門窗、樓梯等。第1頁/共45頁第一頁，共46頁。2021-12-5耐火等級21.1建筑物構(gòu)件(gujin)的燃燒性 決定建筑物耐火等級的因素(yn s) 建筑構(gòu)件的燃燒性能 建筑構(gòu)件的耐火極限 建筑構(gòu)件燃燒性能分類（按明火作用下的變化） 不燃燒體：用不燃燒材料做成的建筑構(gòu)件。 難燃燒體：用難燃燒材料做成的建筑構(gòu)件或用燃燒材料做成而用不燃燒材料做保護(hù)層的建筑構(gòu)件。 燃燒體：用燃燒材料做成的建筑構(gòu)件第2頁/共45頁第二頁，共46頁。2021-12-5耐火等級3

2、1.2建筑材料燃燒(rnsho)性能及其測試方法 建筑材料的分級標(biāo)準(zhǔn)(biozhn) 建筑材料燃燒性能分級方法 GB8624-88 建筑材料燃燒性能分級表（P153-156）級級別別符符號號 級級別別名名稱稱 試試驗(yàn)驗(yàn)方方法法標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn) A 不不燃燃性性建建筑筑材材料料 GB5464-85 B1 難難燃燃性性建建筑筑材材料料 GB8625-88 B2 可可燃燃性性建建筑筑材材料料 GB8626-88 B3 易易燃燃性性建建筑筑材材料料 不不試試驗(yàn)驗(yàn) 第3頁/共45頁第三頁，共46頁。2021-12-5耐火等級41.3建筑(jinzh)構(gòu)件的耐火極限 耐火極限的概念 建筑構(gòu)件按時(shí)間溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線（國

3、際標(biāo)準(zhǔn)ISO830的標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線）進(jìn)行耐火試驗(yàn)，從受到火的作用時(shí)起，到失去支持能力或完整性被破壞或失去隔火作用時(shí)止的這段時(shí)間，用小時(shí)表示(biosh)。 確定建筑構(gòu)件耐火極限的條件（3個(gè)之一） 失去支持能力（撓度超過設(shè)計(jì)規(guī)定值、失穩(wěn)、垮塌、解體） 完整性被破壞（發(fā)生穿透裂縫或孔洞） 失去隔火作用（背火面溫度足以點(diǎn)燃燃點(diǎn)較低的可燃物，平均溫升140，或任一點(diǎn)溫升180，或任一點(diǎn)溫度達(dá)到220 ）第4頁/共45頁第四頁，共46頁。2021-12-5耐火等級51.3建筑(jinzh)構(gòu)件的耐火極限影響建筑(jinzh)構(gòu)件的耐火極限的因素： 材料性能； 構(gòu)件尺寸； 保護(hù)層厚度； 構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的連

4、接方式等。第5頁/共45頁第五頁，共46頁。2021-12-5耐火等級6第6頁/共45頁第六頁，共46頁。2021-12-5耐火等級76080170第7頁/共45頁第七頁，共46頁。2021-12-5耐火等級8不同(b tn)樓板耐火極限從表4-1中可以看出：樓板耐火極限隨著保護(hù)層厚度的增加而增加； 隨著荷載的增加而減小； 支撐條件不同時(shí)(tngsh)，耐火極限也不相同。其基本規(guī)律：四面簡支現(xiàn)澆扳非預(yù)應(yīng)力板預(yù)應(yīng)力扳。原因：四面簡支現(xiàn)澆板在火災(zāi)溫度作用下，撓度的增加比后二者都慢非預(yù)應(yīng)力板次之。第8頁/共45頁第八頁，共46頁。2021-12-5耐火等級92、建筑(jinzh)耐火等級 耐火等級的

5、概念 是衡量建筑( jinzh)物抵抗火災(zāi)能力的標(biāo)準(zhǔn)； 由建筑( jinzh)構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限中最低者決定。 劃分建筑( jinzh)物耐火等級的意義 不同重要性的建筑( jinzh)選擇相應(yīng)的耐火等級，有利于建筑( jinzh)的消防安全； 有利于節(jié)約投資。第9頁/共45頁第九頁，共46頁。2021-12-5耐火等級102、建筑(jinzh)耐火等級 耐火(nai hu)等級的劃分 以建筑的樓板為基準(zhǔn)； 凡比樓板重要的構(gòu)件其耐火(nai hu)極限相應(yīng)提高。 建筑物耐火(nai hu)等級的劃分 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范將建筑物劃分四級，其中一級耐火(nai hu)能力最強(qiáng)，四級最差； 高層

6、民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范將建筑物劃分兩級，其中一級耐火(nai hu)能力最強(qiáng)，二級次之。第10頁/共45頁第十頁，共46頁。2021-12-5耐火等級11樓板耐火(nai hu)極限 計(jì)資料分析表明：火災(zāi)持續(xù)時(shí)間在2h以內(nèi)的占火災(zāi)總數(shù)(zngsh)的占90以上；火災(zāi)持續(xù)時(shí)間在1.5h以內(nèi)的占總數(shù)(zngsh)的88；火災(zāi)持續(xù)時(shí)間在lh以內(nèi)的占80。 因此:將一級建筑的樓板的耐火極限定為1.5h，二級的定為1h,三級的定為0.5h 。 這樣，80以上的一、二級建筑物不會被燒垮。 此外: 我國耐火等級高的建筑物占多數(shù)，通常采用的鋼筋混凝土樓板的保護(hù)層厚為15cm其耐火極限為1h，故從這一實(shí)際情況來看

7、，規(guī)定二級建筑樓板的耐火極限為1h是比較合理的。第11頁/共45頁第十一頁，共46頁。2021-12-5耐火等級12其他構(gòu)件耐火(nai hu)極限 建筑結(jié)構(gòu)( jigu)傳力路線：樓板(lubn)梁柱（墻）基礎(chǔ)凡比樓板重要的構(gòu)件，其耐火極限要有相應(yīng)的提高。第12頁/共45頁第十二頁，共46頁。第13頁/共45頁第十三頁，共46頁。燃燒性能和耐火極限( (h)h)構(gòu)件名稱耐火等級一級二級墻防火墻不燃燒體3.003.00不燃體3.003.00承重墻、樓梯間、電梯井和住宅單元之間的墻不燃燒體2.002.00不燃燒體2.002.00非承重外墻、疏散走道兩側(cè)的隔墻不燃燒體1.001.00不燃燒體1.0

8、01.00房間隔墻不燃燒體0.750.75不燃燒體0.500.50柱不燃燒體3.003.00不燃燒體2.502.50梁不燃燒體2.002.00不燃燒體1.501.50樓板、疏散樓梯、屋頂承重構(gòu)件不燃燒體1.501.50不燃燒體1.001.00吊頂不燃燒體0.250.25難燃燒體 0.25 0.25第14頁/共45頁第十四頁，共46頁。2021-12-5耐火等級15一級全是非燃燒體二級除吊頂為難燃燒(rnsho)體，其余全是非燃燒(rnsho)體第15頁/共45頁第十五頁，共46頁。2021-12-5耐火等級16例4-1 確定(qudng)建筑物的耐火等級第16頁/共45頁第十六頁，共46頁。2

9、021-12-5耐火等級17第17頁/共45頁第十七頁，共46頁。2021-12-5耐火等級183、建筑(jinzh)耐火等級的選定 選定建筑物的耐火等級應(yīng)考慮的主要因素 建筑的重要性：重要的、人員集中、物資集中的建筑耐火等級高，一般的建筑耐火等級可以適當(dāng)?shù)鸵恍?建筑物的高度：建筑越高，耐火等級要求越高，一類高層建筑不低于一級，二類高層不低于二級。 使用(shyng)性質(zhì)和火災(zāi)危險(xiǎn)性：火災(zāi)危險(xiǎn)性越大的耐火等級應(yīng)越高。第18頁/共45頁第十八頁，共46頁。第4 4章 建筑(jinzh)(jinzh)耐火等級與耐火設(shè)計(jì)第2節(jié) 混凝土構(gòu)件(gujin)的耐火性能第19頁/共45頁第十九頁，共46頁

10、。2021-12-5耐火等級201、混凝土在高溫(gown)下的抗壓強(qiáng)度第20頁/共45頁第二十頁，共46頁。2021-12-5耐火等級211、混凝土在高溫(gown)下的抗壓強(qiáng)度 低于300時(shí)，溫升對強(qiáng)度影響不大，甚至還略有(l yu)增大； 高于300后，強(qiáng)度隨溫升而基本上呈線性下降趨勢，至600時(shí)，強(qiáng)度僅為常溫時(shí)的45。 溫度升到1000時(shí)，強(qiáng)度變?yōu)榱恪５?1頁/共45頁第二十一頁，共46頁。2021-12-5耐火等級222、混凝土高溫(gown)下的抗拉強(qiáng)度第22頁/共45頁第二十二頁，共46頁。2021-12-5耐火等級232、混凝土高溫(gown)下的抗拉強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度(kn l

11、qin d)影響到混凝土的開裂，外部的開裂會將內(nèi)部的鋼筋直接暴露在火中，導(dǎo)致構(gòu)件迅速失穩(wěn)。 混凝土抗拉強(qiáng)度(kn l qin d)自50起隨溫度的上升呈直線下降趨勢； 當(dāng)溫度達(dá)到600時(shí)，抗拉強(qiáng)度(kn l qin d)值為零。 與抗壓強(qiáng)度相比，抗拉強(qiáng)度(kn l qin d)對溫度更敏感。第23頁/共45頁第二十三頁，共46頁。2021-12-5耐火等級243、彈性模量(tn xn m lin)的變化 彈性模量(tn xn m lin)是結(jié)構(gòu)計(jì)算的一個(gè)重要物理參數(shù)，此性能的好壞對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有極大的影響。 溫度低于50時(shí)，其彈性模量(tn xn m lin)變化很小； 200時(shí)的彈性模量(

12、tn xn m lin)只有常溫下的一半； 400時(shí)彈性模量(tn xn m lin)下降為常溫下的15%; 600是彈性模量(tn xn m lin)只有常溫下的5。第24頁/共45頁第二十四頁，共46頁。2021-12-5耐火等級253、彈性模量(tn xn m lin)的變化第25頁/共45頁第二十五頁，共46頁。2021-12-5耐火等級264、高溫(gown)時(shí)鋼筋混凝土的破壞 鋼筋混凝土的粘結(jié)力，主要是由 混凝土硬結(jié)時(shí)將鋼筋緊緊握裹而產(chǎn)生的摩擦力 鋼筋表面(biomin)凹凸不平而產(chǎn)生的機(jī)械咬合力 鋼筋與混凝土接觸表面(biomin)的相互膠結(jié)力 所組成。 粘結(jié)力與鋼筋表面(bio

13、min)的粗糙度有關(guān)；第26頁/共45頁第二十六頁，共46頁。2021-12-5耐火等級274、高溫(gown)時(shí)鋼筋混凝土的破壞 粘結(jié)力與鋼筋表面(biomin)的粗糙度有關(guān)； 光面鋼筋在100時(shí)粘結(jié)力降低約25；200時(shí)降低約45；250時(shí)降低約60；而在450時(shí)，粘結(jié)力幾乎為零。 非光面鋼筋在450時(shí)才降低25。 原因: 光面鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力主要要取決于摩擦力和膠結(jié)力；在高溫作用下，混凝土中水分排出，出現(xiàn)干縮的微裂縫，混凝土抗拉強(qiáng)度急劇降低，二者的摩擦力與膠結(jié)力迅速降低。 而非光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，主要取決于鋼筋表回螺紋與混凝土之間的咬合力在250 以下時(shí)。由于混凝土抗壓強(qiáng)度

14、的增加，二者之間的咬合力降低較小；隨著溫度繼續(xù)升高，混凝土被拉出裂縫，粘結(jié)力逐漸降低。第27頁/共45頁第二十七頁，共46頁。2021-12-5耐火等級28 鋼筋隨著溫度的升高蠕變加大，350時(shí)更加明顯。蠕變使鋼筋截面變小(bin xio)，構(gòu)件中部撓度加大，受火面混凝土裂縫加寬，使受力主筋直接受火作用，承載力迅速降低。同時(shí)，混凝土在300400時(shí)強(qiáng)度下降，最終導(dǎo)致鋼筋混凝土完全失去承載能力而破壞。4、高溫(gown)時(shí)鋼筋混凝土的破壞第28頁/共45頁第二十八頁，共46頁。2021-12-5耐火等級295、鋼筋混凝土在火災(zāi)(huzi)作用下的爆裂 爆裂是鋼筋混凝土構(gòu)件(gujin)在火災(zāi)中的

15、常見現(xiàn)象； 后果： 1、導(dǎo)致構(gòu)件(gujin)構(gòu)件(gujin)喪失原有的力學(xué)強(qiáng)度； 2、使鋼筋暴露于火中，使構(gòu)件(gujin)出現(xiàn)穿透裂縫，失去隔火作用，并最終使結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定或失去承載力而倒塌破壞。 爆裂的原因：外部荷載應(yīng)力；混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)產(chǎn)生的熱應(yīng)力。第29頁/共45頁第二十九頁，共46頁。2021-12-5耐火等級306、保護(hù)層厚度(hud)對鋼筋混凝土構(gòu)件耐火性能的影響第30頁/共45頁第三十頁，共46頁。2021-12-5耐火等級31 火災(zāi)中，鋼筋混凝土內(nèi)部的溫度由表及里呈遞減狀態(tài)； 加大鋼筋混凝土構(gòu)件受拉區(qū)保護(hù)層厚度，是降低鋼筋溫度、提高構(gòu)件耐火性能的重要措施之一。 預(yù)應(yīng)力鋼

16、筋混凝土構(gòu)件受火作用(zuyng)時(shí)，導(dǎo)致鋼筋的徐變，溫度300左右時(shí)，預(yù)應(yīng)力幾乎全部喪失，導(dǎo)致構(gòu)件突然失去承載力而破壞。 預(yù)應(yīng)力鋼筋混泥土構(gòu)件比非預(yù)應(yīng)力耐火時(shí)間短。第31頁/共45頁第三十一頁，共46頁。2021-12-5耐火等級32第32頁/共45頁第三十二頁，共46頁。2021-12-5耐火等級33第3節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的耐火(nai hu)設(shè)計(jì) 鋼材在高溫下的力學(xué)性能 強(qiáng)度：隨溫度(wnd)的升高而逐漸下降。溫度(wnd)小于175時(shí)，強(qiáng)度略有升高；溫度(wnd)達(dá)到500時(shí)，強(qiáng)度只有常溫時(shí)的30；當(dāng)溫度(wnd)達(dá)到750時(shí)，可認(rèn)為鋼材強(qiáng)度已完全喪失。 彈性模量：隨溫度(wnd)的升高而持續(xù)

17、下降。 熱膨脹系數(shù)：與溫度(wnd)成正比。第33頁/共45頁第三十三頁，共46頁。2021-12-5耐火等級34鋼材(gngci)在高溫下的力學(xué)性能第34頁/共45頁第三十四頁，共46頁。2021-12-5耐火等級35鋼材(gngci)在高溫下的力學(xué)性能第35頁/共45頁第三十五頁，共46頁。2021-12-5耐火等級36鋼材(gngci)在高溫下的力學(xué)性能第36頁/共45頁第三十六頁，共46頁。2021-12-5耐火等級37鋼結(jié)構(gòu)屋蓋火災(zāi)(huzi)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

18、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倒塌倒塌第37頁/共45頁第三十七頁，共46頁。2021-12-5耐火等級38第3節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的耐火(nai hu)設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)的

19、耐火保護(hù)方法 截流法：減少傳到構(gòu)件上的熱量 噴涂防火涂料(tlio) 包封耐火材料 屏蔽法保護(hù)：用不燃材料墻體或吊頂保護(hù) 水噴淋保護(hù) 疏導(dǎo)法： 充水保護(hù)第38頁/共45頁第三十八頁，共46頁。2021-12-5耐火等級39鋼結(jié)構(gòu)的耐火保護(hù)(boh)方法 現(xiàn)澆法 噴涂法 粘貼(zhnti)法 吊頂法第39頁/共45頁第三十九頁，共46頁。2021-12-5耐火等級40第40頁/共45頁第四十頁，共46頁。2021-12-5耐火等級41第41頁/共45頁第四十一頁，共46頁。2021-12-5耐火等級42第42頁/共45頁第四十二頁，共46頁。2021-12-5耐火等級43第4節(jié) 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件(gujin)的耐火設(shè)計(jì) 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的火災(zāi)危險(xiǎn)性 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在火災(zāi)溫度作用下，鋼筋很快松馳，預(yù)應(yīng)力消失。當(dāng)鋼筋溫度超過300后，預(yù)應(yīng)力很快全部消失，構(gòu)件中部撓度增加迅速，裂縫加大，鋼筋受熱加劇，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力構(gòu)件失去支持能力而垮塌。 大量實(shí)驗(yàn)(shyn)和火災(zāi)