《建筑防火》课程实践指导书.doc

《建筑防火》课程实践指导书主 编：蔡 芸副主编：文锁民 杨守生实验一　　建筑构件耐火试验一、目的建筑构件耐火试验的目的是确定构件抵抗火烧的能力，即构件的耐火性能，包括构件的燃烧性能和耐火极限两部分教学目的是通过参观了解国家标准《建筑构件耐火试验方法》（GB9978-88）规定的试验装置和试验方法，了解标准耐火试验必须遵循的升温条件、压力条件、加载条件、约束条件、受火条件和试验要求等二、原理和条件建筑构件在火灾条件下会发生破坏，从而会增加人员伤亡和财产损失通过模拟室内火灾发展阶段对建筑构件进行加温，测得构件抵抗火烧的时间即耐火极限，作为建筑防火设计时的依据但要说明的时，其试验测得的耐火极限是建筑防火设计是选用构件的依据，试验本身应有严格的条件限制，只有按这些条件进行试验所测得的耐火极限才是可靠的国家标准《建筑构件耐火试验方法》（GB9978-88）规定的耐火试验必须遵循的条件有：１、升温条件为了模拟一般室内火灾发展阶段，试验时，炉内气体平均温度随时间推移而上升，按下式控制：T-T0=345lg(8t+1)式中t——升温时间，min；T——t时刻的炉温，℃；T0——炉内初始温度，T0应在5～40℃范围内。

２、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100㎜处的水平面上应保证10±5Pa压力；垂直构件——试件2/3高度以上范围内保持正压，炉内3m高度，距试件表面100㎜处应保持20±5Pa压力３、加载条件试验加载量值，可按三种情况选定：试件的工作荷载、试件的设计荷载、试件的试验荷载，一般加载量值不应小于构件设计荷载的70%承重构件的试验荷载，应在试验前一次加足，并在试验过程中保持其大小及方向不变加载型式，对于不同构件，应不同的型式加载墙——垂直加载荷载沿试件的整个宽度通过加载设备均匀加载楼板和屋面板——均布加载梁——垂直加载从梁端起，在总长为1/8、3/8、5/8、7/8处四点加载柱——垂直加载中心受压柱，应从柱轴线方向施加；偏心受压柱，应偏心加载或中心加载与偏心加载相结合４、构件的约束及边界条件对非承重构件，当构件实际使用中不受边缘约束时，则在试验中试件边缘用无约束作用的材料密封；当构件实际使用中受边缘约束时，则在试验中试件边缘应能反映实使用情况对于承重构件，应能反映情况５、受火条件墙壁和隔板、门窗——仅一面受火；楼板、屋面板、吊顶——下面受火；横梁——两侧和底面共三面受火；柱子——所有垂直面受火。

６、试件要求（１）试件所用材料及制作方法与安装，应足以反映构件在实际中的使用情况为便于试验而作的任何改动，应对试件无重大影响２）试件应与实际使用的尺寸相同如果试构件尺寸大于试验炉所能容纳的尺寸，则试件在炉内暴露部分的尺寸不得小于下述规定墙——3m高×3m宽楼板及屋面板——四面支撑，4m长×3m宽；梁——4m跨度；柱——3m高３）试件数量1个如果构件约束、边界条件不同，则应增加墙：两侧都要求耐火的不对称构件，应分别对两侧受火进行试验，如事先判定其中一侧为耐火薄弱面，也可仅对薄弱面进行一次试验楼板和屋面板：在实际使用中如约束条件不同，应增加相应试验梁、柱：实用中若端部约束条件不同，应增加相应试验４）试验时，构件应达到材料设计强度由于含水率会影响构件内热传导，所以试验时构件的湿度应与实际使用中构件状态相近湿法生产的构件，应进行干燥干燥温度应不影响构件性能厚度小于20㎜的湿法生产的构件，干燥时间不得小于4周厚度每增加10㎜，干燥时间另增加１周三、试验装置建筑耐火试验装置，是进行耐火试验的物质基础它包括耐火试验炉、燃烧系统、加载设备、测温仪器、测压仪器、变形测试仪器及试验框架１、耐火试验炉有墙炉、柱炉和梁板炉三种。

墙炉用于各类墙体、门窗等构件的耐火试验，墙炉像一个狭窄的房间，后面及两侧的墙固定，前面敞开，供安装试件炉膛尺寸为3060×3050×1260㎜柱炉专门用于柱子的耐火试验，炉膛尺寸为1940×1650×2800㎜，顶盖是活动悬挂式的，试验柱子时，用吊车将炉盖吊开，将柱子垂直安装在炉子中央，再封闭活动炉盖及炉门即可加压装置在上面，自上向下加载梁（板）炉用于楼板、屋面板、梁、吊顶等构件的耐火试验，它四周固定，炉盖可移动更换，便于安装不同类型的构件炉膛尺寸为5320×1400×1250㎜，炉口向上，利用炉墙作为构件的支座，试件沿炉口纵向安装２、燃烧系统是试验装置的重要组成部分，燃料由管道供给，通过喷嘴把燃料喷入炉内燃烧为了满足炉内升温迅速、温度均匀、便于调节的要求，喷嘴应小而多，且喷口互相错开３、加载设备主要是液压设备或重块４、测温仪器完成炉内温度测量、试件背火面温度的测量、试件内部温度测量的工作炉内温度测量采用丝径为0.75～1.00mm的热电偶，热电偶产生的电信号，可经温度变送器或直接送至计算机，应能随时显示标准温度、单点温度、平均温度及偏差温度试件背火面温度测量，应采用丝径为0.5mm的热电偶。

试件内部温度的测量，把热电偶安装在选定位置，但不得影响试件性能补偿导线的温度应不高于热端温度，热电偶热端应有50mm以上的一段处于等温区５、压力、变形测试仪器，炉内的测量采用压力传感器，传感器的设置应能准确测量静压头，不得设在易受火焰直接冲击或排气通路处试件变形可采用机械力学、光学、或电学测量仪器测量，可使用常温下的百分表四、试验过程１、试件设计、安装及加载试件设计、施工应按国家现行设计、施工及验收规范进行，并应满足最小尺寸条件试件安装应满足约束及边界条件和受火条件承重构件应至少在试验开始前15min加荷到试验值，并保持恒定不变如用自动调节方法保持荷载恒定，该系统应进入工作状态随试件变形，加载设备应有快速响应能力如试件坍垮或试验结束，应立即卸荷２、试验开始当试验炉内接近试件中心的热电偶记录到50℃时，该时刻作火试验开始时间；同时所有手动及自动测量观测系统都应开始工作３、测量和观察（１）测量次数温度和压力的测量应连续进行或每隔2min测量一次２）热电偶布置炉内热电偶布置应按下述规定：水平或垂直分隔构件：试件表面1.5㎡范围内至少有1个热电偶，热电偶总数不少于5个；横梁：每隔1m长度上至少有2个热电偶，热电偶总数不得少于6个；柱：每隔1m高度上至少有1个热电偶，热电偶总数不得少于6个，呈螺旋形布置。

试件背火面热电偶应按下述规定布置：水平或垂直分隔构件，热电偶总数不少于5个其中1个设在试件中心，其余分设在试件各四分之一部位中心３）试件变形测量墙——加载开始至试验结束，测量试件中心点水平变形值；板——加载开始至试验结束，测量试件中心点垂直变形值；梁——加载开始至试验结束，测量试件跨中垂直变形值；柱——加载开始到试验结束，测量试件轴向变形值４）试件完整性测量试件完整性测量用棉垫试验在试验中，当火焰或高温气体在试件孔洞或裂缝处出现时，都应在这些部位每隔一段时间用棉垫进行测量棉垫不应与试件接触，但应将其中心靠近裂纹棉垫与试件之间保持20～30㎜距离以及不少于30s时间如果棉垫吸潮或烧焦，不应再用棉垫尺寸为100×100mm，厚度2mm棉垫由新天然棉制成，不应混入人造纤维，重量3～4g棉垫使用前先放入105±5℃干燥箱内，干燥时间不少于30min干燥后应在干燥箱内存放24h，使用时将其放入直径为1mm金属丝制成的100×100mm框架内金属丝框架应装有把手以利操作棉垫试验不适于炉内负压区如果试件裂缝在负压区，测试完整性时可临时增加炉内压力当棉垫被引燃时，表明试件的失去完整性５）荷载测量及其它观测试验时，测量并记录荷载的量值、性质、施加方法或试件失去支持荷的时间。

观察试件在试验过程中的变化势态以及试件结构材料的变形、开裂、熔化或软化、剥落等现象，并进行记录４、试验结束根据判定条件，试件失去稳定性或完整性或绝热性时，试验结束，确定耐火极限五、方法及要求１、方法：到天津消防科研所试验中心实地参观２、要求：（１）了解建筑构件耐火试验的装置；（２）观察建筑构件的耐火试验的过程；（３）掌握判定构件耐火极限的控制条件及取得数据的方法六、思考题１、对承重构件如果加载过小，将会对耐火极限产生怎样的影响？为什么？２、在试验中，由于各种原因，炉温完全按式T-T0=345lg(8t+1)升温是不可能的，必然会存在一定误差其误差对耐火极限的测定有何影响？试验中如何控制其误差？误差控制在什么样范围内？３、分析耐火试验中影响构件耐火极限因素有哪些？４、分析通过耐火试验测定构件的耐火极限，进而作为设计的依据，这一方法有何优缺点？参观试验报告姓　名队　别时　间试验构件构　　件类　型日　期材　料施　工尺　寸安　装试验炉型燃烧系统燃　　料喷嘴数量喷嘴布置温度控制加载条件加载量值加载型式边界条件受火条件测温仪器炉内温度背火面温度内部温度耐火极限控制条件绝热性完整性稳定性据试验方法分析影响耐火极限的因素实验二 地毯燃烧性能45°测试实验一、实验目的 掌握固体燃烧的特性及影响固体燃烧快慢的因素，熟悉会用地毯燃烧性能45°测试仪测试地毯试样表面在火焰的作用下燃烧性能及评定方法。

二、实验原理相同的材料，在相同的外界条件下，表面位置不同时其燃烧快慢也不同竖直表面的稳定燃烧速度比水平表面的快；竖直向上的固体表面火焰传播速度最快，相反竖直向下的固体表面火焰传播速度最慢这主要是因为固体表面位置不同，火焰和热产物对未燃固体部分的预先加热作用的程度不同三、实验仪器、材料 1．仪器：DTS—01型地毯燃烧性能45°测试仪其结构简图如图所示地毯燃烧性能45°测试仪结构简图 2．材料：地毯(400mm×220mm纵向横向)各三块 四、实验内容及方法 1．接通电源和可燃气源 2．放好试样夹及试样，将燃烧器水平放置，根据试样厚度调节燃烧器喷嘴前端与试样表面的距离为lmm 3．打开仪器电源开关和燃气开关，同时按点火按钮点着燃烧器(在垂直状态)，打开仪器箱门，调节火焰高度24mm 4．将燃烧器水平放置，对试样表面施加火焰30秒； 5．施加火焰完毕，将燃烧器恢复到原位，并观察记录试样的持续燃烧时间和阴燃时间，精确至0.1s 6．打开试验箱门取出试样，测量损毁长度，精确至1mm7．清除箱内残留物质，换取试样重复上述操作步骤五、实验数据记录与处理1、实验数据记录测试项目纵 向横 向实验次数损毁长度，mm持续燃烧时间，s阴燃时间，s2、45°燃烧技术指标列下表测试项目损毁长度，mm持续燃烧、阴燃时间，s纵向100及以下20及以下横向100及以下20及以下实验三　高层民用建筑防火审核一、目的进一步提高建筑施工图的阅读能力，掌握对高层民用建。