行不行?烧一烧!

职场   科技   2024-03-30 10:23   上海  
大家好,我是双无余。经常看愚公解构公众号文章的读者,多半会发现,有时候会连续有两三篇文章聊的内容,其实是同一个相关主题。主要还是希望聊得透一点,又不想在一篇里聊得太发散。常常文末会写一个小结,避免发散跑题。
继续上一篇的话题,聊一聊钢结构楼板的防火中的耐火试验。有时候规范看多了,把不同规范的相同内容,联系在一起对照着看,会有一些有意思的发现。

耐火试验

根据 《JGJ 99-2015》11.3.3,“压型钢板组合楼板的防火保护应根据组合楼板耐火试验结果来确定”。《GB 51249-2017 建筑钢结构防火技术规范》8.2.2也给出了一模一样的规定。《CECS273》也一样。

关于“耐火试验”,四年前,NIST研究人员花了几个月的时间,搭建了由钢梁支撑的压型钢板组合楼板实体,这种形式在高层办公楼中常用到。然后再花了几个小时,把它给烧塌了。有兴趣可以搜搜看。

美国防火测试的最长结构件(12.8m)@NIST

为什么要耐火试验

根据对规范条文的理解,是不是可以得到以下结论:

  1. 1. 无防火保护,设计验算通过了,要耐火试验来测定实际的耐火极限。难怪现在的软件,还没有组合楼板的防火设计模块。

  2. 2. 有防火保护的,也要进行耐火试验,因为规范“目前尚没有简便的耐火验算方法”。

文昌校区火灾实验室@cace.cumt

耐火试验怎么做

这个耐火试验,要按《GB/T 9978.1、3、5》的有关规定进行。楼板在规范中属于承重分隔构件。

**大型水平炉抗火试验系统**@cace.cumt

在试验中,评估结构构件的耐火极限,通常基于以下几个判定准则:

  1. 1. 绝热性:如果背火面的平均温度升高不超过140℃,且最高温度升高不超过180℃,构件被认为满足绝热性要求。

  2. 2. 完整性:不要出现穿透性裂缝或破损,以致火焰和热气穿透构件。

  3. 3. 承载能力:在规定的耐火极限时间内,构件的变形或破坏不应超过允许的限值。例如,对于楼板,其跨中的挠度不应超过规定的最大挠度限值(如L/400d,其中L为跨度,d为楼板厚度)。

对于不同类型的构件和建筑要求,耐火极限的具体标准可能有所不同。

全尺寸办公楼组合楼板置于三个燃气燃烧器产生的火灾中进行试验@NIST

耐火试验有哪些应用

根据《CECS273:2010》,参考英标,给出了压型钢板组合楼板的最小厚度和隔热极限之间的关系。

其他的结果,有兴趣可以查阅相关的研究论文。

现行规范中没有给出压型钢板板型、楼板厚度、配筋等主要参数组合而成的耐火性能的评价,可见影响压型钢板组合楼板耐火性能的因素非常多,而且试验室中无法百分百模拟真正的火灾现场、实际边界条件等。

这种防火的研究又烧钱,又很难有创新,从相关论文的数量就可见一斑。

1977~2022年的“耐火试验”的论文数量分布@cnki

小结

单个构件的耐火性能检测并不能完全代表工程实体。想做局部实体耐火试验,那肯定要有一个足够大的”火炉“先,难度和成本可想而知。

所以压型钢板的应用,为了避免这些麻烦,耐火等级要求高一点,就简单地当成模板使用,楼板设计成单向板,也可能会很经济。

参考资料:• GB 51249-2017 建筑钢结构防火技术规范
• CECS 273-2010 组合楼板设计与施工规范
• JGJ 99-2015 高层民用建筑钢结构技术规程
• GB/T 9978.1~9-2008 建筑构件耐火试验方法
• 压型钢板耐火试验研究-谢晨阳,2016


发消息“H001”,可以获得以上的参考资料。

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