建筑構(gòu)件耐火試驗方法9978-1999

1、建筑構(gòu)件耐火試驗方法 (一 )GB/T 9978-1999、f、前言本標準非等效采用 ISO/FDIS 834-1:1997(E) 。 本標準從實施之日起，同時代替 GB/T 9978-1988 。 本標準由中華人民共各國公安部提出。本標準由全國消防標準化技術(shù)委員會歸口。 本標準由公安部天津消防科學研究所負責起草。 本標準主要起草人：胡紀玉、甘家林、吳海江。本標準 1988 年 9 月首次發(fā)布， 1999 年 6 月第一次修訂。 本標準委托公安部天津消防科學研究所負責解釋。1 范圍 本標準規(guī)定了建筑構(gòu)件耐火試驗的試驗裝置、試驗條件、試件要求、試驗程序、耐火 極限判定條件和試驗報告。本標準適用于

2、墻、梁、樓板、吊頂和屋頂?shù)瘸兄貥?gòu)件，其他的構(gòu)件、配件或結(jié)構(gòu)可參 照采用。2 引用標準下列標準所包含的條文， 通過在本標準中引用而構(gòu)成為本標準的條文。 本標準出版時， 所未版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最 新版本的可能性。GB/T5907-1986 消防基本術(shù)語 第一部分3 定義 本標準采用下列定義。3.1 耐火極限 在標準耐火試驗條件下，建筑構(gòu)件、配件或結(jié)構(gòu)從受火的作用時起，到失去穩(wěn)定性、 完整性或隔熱性時止的這段時間。3.2 耐火穩(wěn)定性 在標準耐火試驗條件下，建筑分隔構(gòu)件當某一面受火時，能在一定時間內(nèi)其背火面溫 度不超過規(guī)定值的能力。3.4 耐火隔熱性

3、在標準耐火線試驗條件下，建筑分隔構(gòu)件當某一面受火時，能在一定時間內(nèi)其背火面 溫度不超過規(guī)定值的能力。4 試驗裝置4.1 耐火試驗爐耐火試驗爐應滿足 5.1、 5.2、5.3、6.2 的要求并便于試件安裝與試驗觀察。4.2 爐壓測量與控制設備 爐內(nèi)壓力測量可采用壓力傳感器，傳感器應能準確測量靜壓頭，傳感器不應布置在易 受火焰或煙氣直接沖擊的地方。爐內(nèi)壓力可通過控制通風和調(diào)節(jié)煙道閘板來調(diào)節(jié)。4.3 燃燒系統(tǒng)可采用輕些油、天然氣、煤氣或丙烷氣作為燃燒的燃料。燃料由貯油（氣）罐通過管 道輸送到噴噴與高壓鼓風送來的空氣混合，噴入爐內(nèi)燃燒。燃燒產(chǎn)生的煙氣由煙道經(jīng) 煙道 閘板進入煙囪。4.4 試件變形測量儀

4、器 試件變形測量可采用機械、力學、光學或電子技術(shù)方式測量。4.5 加載設備 加載設備可采用液壓方法、機械方式或荷得塊方式。 加載設備應滿足下列要求：a. 加載設備應能模擬均布荷載、集中荷載、軸心荷載和偏心荷載；b. 試驗期間，試驗荷載的大小，方向應保持穩(wěn)定不變；c. 設備本身變形不應對試件變形測量、熱的使用產(chǎn)生影響；d. 測量設備應不影響試件背火面的空氣流通和冷卻以及妨礙其他項目的測量、觀察和 操作。4.6 約束設備 可采用液壓系統(tǒng)或其他加載系統(tǒng)作為試件的約束設備，約束設備應能為試件提供合適 的邊界條件。4.7 儀器設備的精確度溫度測量設備：對于爐內(nèi)溫度 ±15 °C；對于

5、試件背火溫度±C對于試件的內(nèi)部溫度±10C爐壓測量設備：±3 Pa；荷載測量設備：應加荷載值的 ±2.5% ； 時間測量設備： ±2s； 試件變形測量設備：對于軸向收縮或膨脹±0.5mm ；對于其他變形 ±2mm ；試件縫隙測量控棒：直徑 6mm 的 ±0.1mm ；直徑 25mm 的 ±0.2mm 。5 試驗條件5.1 升溫條件5.1.1 爐溫控制耐火性能試驗應采用明火加熱， 使試件受到與實際火災相似的火焰作用。 試驗爐爐內(nèi)溫度隨 時間而變化，其變化規(guī)律應滿足下列函數(shù)關(guān)系：T-T0=345g（8t 1）

6、式中：T 升溫到t時刻的平均爐溫，C；TO 爐內(nèi)的初始溫度，應在 5 C40 C范圍之內(nèi)，C;t 試驗所經(jīng)歷的時間， min 。 表示以上函數(shù)的曲線，即 “標準時間 溫度曲線 ”，如圖 1 所示。圖1 標準時間 溫度曲線5.1.2 允許控溫偏差a. 試驗期間的爐內(nèi)實際平均溫度與標準時間一溫度曲線的偏差值“用下式確定：d=（A-A0）/A01W%式中：A實際平均煽 溫曲線下的面積;A0 標準溫度曲線下的面積。爐溫允許偏差為：Omin v t < 10mir時，d < 15%(1)10min v t < 3min , d < 10% (-2)t > 30min ; d

7、 < 5%(3) 面積計算的方法是： （1 ）時間間隔不超過 1min ;（2 ）時間間隔不超過 2min ;（3）時間間隔 不超過 5min 。在試驗開始 10min 后的任何時間里，由任何一個熱電偶測得的爐溫與標準時間一溫度曲線所對應的標準煽溫不能相差±100 c。5.1.3 爐內(nèi)溫度測量采用絲徑為0.751.00mm的熱電偶，其熱端伸出套管的長度不少于25。試驗開始 時，熱電偶的熱端與試件受火面原距離應為100± 10mm ;試驗過程中，上述距離應控制在50-150mm 之內(nèi)。熱電偶應保持良好的工作狀態(tài)，累計使用 20h 后，應使用熱電偶校驗機 校驗，符合其精度

8、要標的方可繼續(xù)使用。熱 電偶產(chǎn)生的電信號可經(jīng)溫度變送器或直接送到 記錄儀或計算機。試驗過程中標準溫度、單點溫度、平均溫度以及偏差溫度應能隨時顯示。5.1.4 試件背頭面溫度測量采用絲徑為 0.5mm 的熱電偶，其熱端應與直徑為 12mm 、厚度為 0.2mm 的圓形銅片的圓 心焊接。銅片用長、寬均為 30mm 、厚度為 2.0±0.5mm 的石棉襯墊或類似材料覆蓋，該材 料的密度為 900±100kg/m2、導熱系數(shù)為 0.177-0.143W/（m? K）。石棉襯墊或類似材料可用而熱膠粘貼在試件表面上，但銅片與試件表面之間不應任何殘留膠漿。熱電偶產(chǎn)生的電信號可經(jīng)溫度變送器

9、或直接送到記錄儀或計算機，試驗過程中，平均溫度、 單點溫度應能隨時顯示。5.1.5 試件內(nèi)部溫度測量采用與被測溫度范圍相適應的熱電偶。 應把熱電偶安裝在試件內(nèi)部選定的部位， 但不能因此 影響試件的性能。熱電偶的熱端應保證有 50mm 以上的一段處于等溫區(qū)內(nèi)。5.2 壓力條件試驗開始 5min 后,爐內(nèi)應達到以下規(guī)定的正壓條件:a. 水平構(gòu)件一在試個底面以下100min處的水平面上，爐壓為15Pa ±5Pa;b. 90 度構(gòu)件 在爐內(nèi) 3m 高度，離試件表面 100 處，爐壓為 15Pa ±5Pa;試驗開始 10min 后，爐內(nèi)應達到以下規(guī)定的正壓條件：a. 水平構(gòu)件一在試件

10、底面以下100mm處的水平面上，爐壓為 17Pa ±3Pa；b. 90 度構(gòu)件 在爐內(nèi) 3m 高度，離試件表面 100 處，爐壓為 17Pa ±3Pa.5.3 加載條件5.3.1 試驗荷載承重構(gòu)件的試驗荷載應按國家有關(guān)設計規(guī)范來確定， 并在試驗報告中給以說明。 對于按實際 使用情況確定的試件的試驗載荷， 應按有關(guān)設計單位正式提供的技術(shù)依據(jù)來確定并在試驗報 告中給以詳細說明。5.3.2 加載型式承重構(gòu)件的加載型式如下：a. 墻一90度加載。荷載沿著試件的整個寬度，通過加載染均勻施加或用千斤頂在選定的各 點上施加。b. 梁一90度加載。在梁的計算跨度的1/8、3/8、5/8和7

11、/8處四點加載，加載點的最小間距為 1m 。荷載應通過荷載分配板傳遞到梁上，分配板的寬度不超過100mm 。c. 柱一90度加載。中心受壓柱應沿試件軸線方向加載；偏心受壓柱應采用偏心加載與軸心加載相結(jié)合的方法進行加載。d. 樓板、屋頂一均勻加載，其任何單點的荷載不應超過總荷載的10%。如果必須模擬集中荷載，加載頭與樓板或屋頂表面之間的接觸面積分別不大于 400cm2 或總表面積的 16%。5.4 受火面墻 一面受火； 梁兩側(cè)和底部三面受火；柱90 度方向的所有面受火； 樓板、吊頂與屋頂 下面受火。6 試件要求 進行耐火試驗時，試件應與試件實際使用情況相同。6.1 結(jié)構(gòu)試件所有的材料、 制作工藝

12、、 拼接與安裝方法應足以反映相應構(gòu)件在實際使用中的情況。為使試驗能夠進行面作的安裝型式的修改應對試件無重大影響，并應對修改作詳細說明。6.2 尺寸試件應與實際使用的尺寸相同。 如果構(gòu)件大于試驗爐所能容納的尺寸， 則該試件在爐內(nèi)暴露 部分的尺寸不應小于下列規(guī)定：a. 墻：高 3m 、寬 3m ；b. 梁：計算跨度 4m ；c. 柱：高 3m ；d. 樓板、吊頂與屋頂：長4m、寬3m。6.3 數(shù)量試件數(shù)量為 1 個，按實際約束 /邊界條件進行試驗。 通常情況可按無約束 / 邊界條件進行試驗。a. 墻：兩側(cè)都要求耐火的不對稱結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應分別對兩側(cè)進行試驗。如果預先能夠確定其中 一側(cè)為耐火薄弱面，也可

13、進行一次試驗，但耐火薄弱面應作為受火面；b. 梁：按實際約束條件進行試驗，通常情況按無約束條件進行試驗；c. 柱：按實際約束條件進行試驗；d. 樓板、吊頂與屋頂：按實際約束條件進行驗證，通常情況按無約束條件進行試驗。7 試驗程序7.1 試驗的開始與結(jié)束試驗開始前要記錄環(huán)境溫度。當試驗爐內(nèi)接近試件中心的熱電偶記錄到50 C時，便可將其作為試驗開始時間。同時，的有物動和自動的觀察測量系統(tǒng)都應開始工作。試驗應按 5.1-5.3 、 6.1-6.3 、 7.2、 7.3、 8.1 、 8.2 的有關(guān)要求進行測量和記錄。當試驗中試 件出現(xiàn) 8.1a、 8.1b、 8.2 中所規(guī)定的一條或幾條時，試驗應立

14、即終止；或雖沒有出現(xiàn)8.1a、8.1b 和8.2 中所規(guī)定的任何一條，但已到達預定的時間，試驗也可結(jié)束。7.2 加載和約束應用7.2.1 加載的應用承重構(gòu)件應在開始試驗前 15min 加載到確定值。在試驗過程中，荷載誤差不應超過確定值 的 ±5% 。加載系統(tǒng)應具有快速響應能力，以保持荷載穩(wěn)定。試驗結(jié)束后，如果試件沿未損 壞，應立即卸載。7.2.2 約束的應用根據(jù)試件的設計， 相應的約束力可由試件框架提供， 該試件的邊緣與框架的間隙要用硬性材 料堵塞。約束也可利用液壓系統(tǒng)或其他加載系統(tǒng)來施加。7.3 測量與觀察7.3.1 爐內(nèi)溫度測量爐內(nèi)溫度測量應按 5.1.1 、5.1.2 和 5.

15、1.3 的規(guī)定進行，溫度應連續(xù)測量。熱電偶布設的規(guī)定 如下：水平或分隔構(gòu)件：試件表面每 1.5m2 至少有一個熱電偶，熱電偶總數(shù)不少于 5 個； 橫梁：在每隔 1m 的長度上至少有兩個熱電偶， 熱電偶總數(shù)不小于 6 個，吃不開螺旋形布置。7.3.2 爐內(nèi)壓力測量爐內(nèi)壓力測量應按 4.2 和 5.2 的規(guī)定進行，測量應連續(xù)進行或每隔 2min 測量一次。7.3.3 荷載測量應按 5.3 的規(guī)定進行，應記錄荷載性質(zhì)、施加方法和試件支撐不住荷載的時 間。7.3.3 試件背火面溫度測量荷載測量應按 5.3 的規(guī)定進行，應記錄荷載性質(zhì)、施加方法和試件支撐不住荷載的時間7.3.4 試件背火面溫度測量 試件

16、背火面的溫度測量應按 5.1.4 規(guī)定進行，溫度應連續(xù)測量。熱電偶的布設規(guī)定如下： 水平或 90 度分隔構(gòu)件，熱電偶的數(shù)目可以增加，最厚處和最薄處的熱電偶數(shù)目應相同，但 試件槽溝或凸的尺寸滿足熱電偶與該試件表面完全接觸。7.3.5 試件內(nèi)部溫度測量 試件內(nèi)部溫度應按 5.1.5 規(guī)定進行，變形應連續(xù)測量。7.3.6 試件變形測量 試件變形測量應按 4.4 的規(guī)定進行，變形應連續(xù)測量。墻一加載開始至試驗結(jié)束，測量其中心點水平方向的變形值； 板一加載開始至試驗結(jié)束，測量其中心點90度方向的變形值；梁一加載開始至試驗結(jié)束，測量其跨度中間的變形值； 柱一加載開始至試驗結(jié)束，測量其軸向變形值。7.3.7

17、 試件完整性測量。a. 在試驗過程中，當試件有火焰和氣體在孔洞或其他空隙出現(xiàn)時，都應在這些出現(xiàn)處用 棉墊進行測量。棉墊與試件之間保持 20-30mm 的距離并應將棉墊中心靠近裂紋，測量 時間 10-30s 。如果棉墊前一次使用時已經(jīng)吸潮或被燒焦，就不應再使用。棉墊尺寸為長 100mm 、寬 100mm 、厚 30mm 。棉墊應由新的、未染色的柔軟棉纖維制 成，不應混有人造纖維，其重量為 3-4g 。棉墊使用前應先放入105 °C ±5 C的干燥箱中，干燥時間不得少于30min。干燥后在干燥 箱內(nèi)存放24h。在進行完整性測量時，應將棉墊安裝在為圖2所未的框架內(nèi)。圖 2 棉墊框

18、架棉墊試驗不適用于爐內(nèi)負壓區(qū)。 如果試驗裂縫或開口在負壓區(qū)， 可采用臨時增加爐壓的 方法進行完整性測量。b. 在試驗過程中，當試件的背火面出現(xiàn)貫通至試驗爐內(nèi)的裂縫時，可以使用直徑為6mm± 0.1mm 和直徑為 25mm± 0.2mm 的不銹鋼控棒進行完整性測量。 探棒結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。圖3 試件縫隙測量探棒7.3.8 試驗現(xiàn)象觀察 觀察試件在試驗過程中的變形、開裂、熔化或軟化、剝落或燒焦等現(xiàn)象。如果有大量的 煙霧從背火面冒出，應進行記錄，但耐火試驗不檢驗這些煙霧的危險性。8 耐火極限判定條件試驗過程中當 8.1 、8.2 條中規(guī)定的任一項出現(xiàn)時，則表明試件達到耐火極限。 耐火極限以小時計，小數(shù)點保留兩位有效數(shù)字