耐火極限主要針對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件,建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件是建筑結(jié)構(gòu)的各個部件,如墻、隔墻、樓板、屋面、梁或柱等。
一、耐火極限的基本概念
耐火極限,是在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下,建筑構(gòu)件、配件或結(jié)構(gòu)從受到火的作用時起,至失去承載能力、完整性或隔熱性時止所用時間(用小時表示)。
1、承載能力
承載能力是承重構(gòu)件承受規(guī)定的試驗荷載,其變形的大小和速率均未超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定極限值的能力。
試件的耐火性能應(yīng)從試件在耐火試驗期間能夠持續(xù)保持其承載能力的時間進行性能判斷。判定試件承載能力的參數(shù)是變形量和變形速率。
2、完整性
完整性是在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下,建筑構(gòu)件當(dāng)某一面受火時,在一定時間內(nèi)阻止火焰和熱氣穿透或在背火面出現(xiàn)火焰的能力。
試件的耐火性能應(yīng)從試件在耐火試驗期間能夠持續(xù)保持耐火隔火性能的時間進行性能判斷。
3、隔熱性
隔熱性是在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下,建筑構(gòu)件當(dāng)某一面受火時,在一定時間內(nèi)背火面溫度不超過規(guī)定極限值的能力。
試件的耐火性能應(yīng)從試件在耐火試驗期間持續(xù)保持耐火隔熱性能的時間進行性能判斷。
二、基本原則
1、試件應(yīng)滿足的耐火性能,包括承重構(gòu)件的穩(wěn)定性和建筑分隔構(gòu)件完整性和隔熱性,其判定準(zhǔn)則用時間長短表示。如果試件所代表的建筑構(gòu)件要同時達到以上幾個性能,則應(yīng)同時從幾個方面進行判定。
2、判斷準(zhǔn)則
?。?)隔熱性和完整性對應(yīng)承載能力。
如果試件的“承載能力”已不符合要求,則將自動認為試件的“隔熱性”和“完整性”不符合要求。
?。?)隔熱性對應(yīng)完整性。
如果試件的“完整性”已不符合要求,則將自動認為試件的“隔熱性”不符合要求。
3、對于不同的建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)、配件,耐火極限的判定標(biāo)準(zhǔn)和所代表的含義可能不完全一致,可能需要在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定相應(yīng)的性能判定準(zhǔn)則。
通常情況下,承重構(gòu)件需要考察其在試驗條件下的承載能力、完整性能和隔熱性能;非承重構(gòu)件可能主要考察其在試驗條件下的完整性能和(或)隔熱性能。
示例:防火卷簾、防火玻璃、防火門、防火窗等建筑分隔構(gòu)件,需要依據(jù)各自的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),對耐火完整性和(或)隔熱性進行判定。
三、主要規(guī)范要求
在確定建筑的耐火等級時,相應(yīng)建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限,應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求,比如,《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第3.2節(jié)和5.1節(jié),明確了工業(yè)建筑和民用建筑的耐火等級要求和相應(yīng)構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限;《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》第3章,明確了汽車庫、修車庫的耐火等級要求和相應(yīng)建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限。
在防火玻璃、防火門、防火卷簾等建筑構(gòu)件中,也有對應(yīng)的耐火極限要求,在建筑防火規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有明確表述。
四、怎樣確定建筑構(gòu)件的耐火極限
為方便實際應(yīng)用,《建筑設(shè)計防火規(guī)范》對常用建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限進行了舉例(見下表),對于不明確構(gòu)件,可由國家認證的相關(guān)檢驗機構(gòu),依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測確定。
注:1λ為鋼管混凝土構(gòu)件長細比,對于圓鋼管混凝土,λ=4L/D;對于方、矩形鋼管混凝土,λ=L/B;L為構(gòu)件的計算長度。
2對于矩形鋼管混凝土柱,B為截面短邊邊長。
3鋼管混凝土柱的耐火極限為根據(jù)福州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院提供的理論計算值,未經(jīng)逐個試驗驗證。
4確定墻的耐火極限不考慮墻上有無洞孔。
5墻的總厚度包括抹灰粉刷層。
6中間尺寸的構(gòu)件,其耐火極限建議經(jīng)試驗確定,亦可按插入法計算。
7計算保護層時,應(yīng)包括抹灰粉刷層在內(nèi)。
8現(xiàn)澆的無梁樓板按簡支板的數(shù)據(jù)采用。
9無防火保護層的鋼梁、鋼柱、鋼樓板和鋼屋架,其耐火極限可按0.25h確定。
10人孔蓋板的耐火極限可參照防火門確定。
11防火門和防火窗中的“木質(zhì)”均為經(jīng)阻燃處理。