GBT9978.1-2008 建筑构件耐火试验方法 第1部分:通用要求

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  • 耐热钢支承管; 双孔陶瓷绝缘管; 直径1.0mm的热电偶丝(或采用铂电阻测温); 直径12mm,厚0.5mm的圆铜片

    图2背火面热电偶和隔热垫

    a)类型1“T”形测量探头

    设备标准a)类型1“T”形测量探头

    测压孔,直径3.0mm,沿钢管圆周40°均布; 一焊接端点;

    b)类型2管形测量探头 图4炉内压力测量探头

    当使用重物时,试验中不需要进一步测量荷载。液压加载系统的荷载应通过压力传感器测量方 测量或其他具有同等准确度的相应仪器在相应的位置直接监测荷载。测量和记录仪器应能在5. 的准确度条件下运行。

    变形可使用机械、光学或电子技术仪器测量。仪器应与执行标准相一致(例如:挠度值的测量或 的测量),且每分钟至少要读取数值并记录一次。应采取各种必要的预防措施以避免测量探头由 产生数值漂移。

    5.5.5完整性测量仪

    除非是特殊构件的特殊标准,完整性测量所使用棉垫应由新的、未染色、柔软的脱脂棉纤维构成,不 含有其他种类的纤维。棉垫厚20mm,长度和宽度各为100mm,质量约3g~4g。使用前应预先在温 度为(100士5)℃的干燥箱内干燥至少30min。干燥后应保存在干燥器内或其他防潮的容器内,以备随 时使用。为便于使用,棉垫应安装在如图5所示带有手柄的框架内

    5.5.5.2缝隙探棒

    图6所示是两种规格的缝隙探棒, 量试件的完整性。它们是直径(6士0.1)mm和直 土0.2)mm的圆柱形不锈钢棒,并带有一定长度的隔热手柄

    5.6测量仪器的准确度

    进行耐火试验时,测量仪器应满足以下准确度要求: a) 温度测量: 炉内 ±15℃; 环境和背火面 ±4℃; 其他 ±10℃; b) 压力测量: ±2 Pa; c) 加载测量: 试验荷载的±2.5%; d) 轴向压缩或膨胀值测量: ±0.5mm e) 其他变形量的测量: ±2 mm。

    GB/T 9978.12008

    接照5.5.1.1规定的热电偶测得炉内平均温度,接以下关系式(见图7)对其进行监测和控制: T=345 1g(8 t±1) ± 20

    要照5.5.1.1规定的热电偶测得炉内平均温度,接以下关系式(见图7)对其进行监测和控制: T=345 1g(8 t+1) +20

    从 5min60 min。

    5min60 min。

    的标准炉温不能偏差士100℃。 当试件易燃材料含量过高,在试验开始后,试件轰燃,引起炉温升高,导致炉温曲线与标准曲线发生

    6. 2. 1一般要求

    沿炉内高度方向存在着线性压力梯度,尽管压力梯度随炉内温度的改变会有轻微的变化,仍要保 证沿炉内高度处每米的压力梯度值为8Pa。 炉内指定高度处的压力值应是平均值,不考虑湍流等所引起的压力波动,且与炉外相同高度处的压 力相关联。依照9.4.2的规定对炉内的平均压力值进行监测,并控制炉内压力的变化,使其在试验开始

    6. 2. 2 垂直构件

    试验炉运行时,可控制距理论平面500mm高度处的炉内压力值为零,但通过适当调整中性压 的高度使得在炉内试件顶部的压力值不应超过20Pa

    试验室应消整给出试验何载 定的依据 试验荷载可根据下面的方法确定: a)构成试件材料的实际测试性能和国家认可的建筑规范规定的设计方法; b)构成试件材料的理论性 能 认可的建筑规范规定的设计方法; 建管结构规

    试件应安装在特殊的支承和约束框架内。在试验中,支承末端和边界的约束应采用不燃的柔性密 封材料封堵,尽可能与实际应用一致。 一个边界条件提供膨胀、收缩或转动的约束,另一个边界条件提供试件变形自由变化的空间。检测 试件可选择任意一个边界条件分别确定为约束和/或自由变化。边界条件的选择应通过仔细分析其实 际应用的条件加以确定。 如果构件试件在实际应用中的边界条件不确定或是变化的,应采用保守的方法在试件两边或两端 提供支承。 如果试验过程中应用了约束,应对试件约束部分在受到膨胀力、收缩力或扭矩作用之前的约束状态

    6. 6 试验条件偏差

    试验期间所达到的炉温、炉压或环境温度条件,如超过试件受火条件偏差上限,该情况下的试件试 验应视为有效(见第11章试验的有效性)

    试件结构材料、结构要求和安装方法应能够代表构件的实际使用状况。如果可能,试件的安装应 建筑中的标准化工艺,例如表面抛光等。独立试件的结构不应被改变(例如不同的连接系统)。半 安装在特定的支承和约束框架内产生的任何变化不能对试件的性能有较大的影响,并应详细记 验报告中

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    试件通常应采用实际尺寸,如果试件不能按实际尺寸进行试验,试件尺寸应符合相应标准规 件试验要求。

    对于每种规定支承结构或约束条件的建筑构件,应至少选取1个试件进行耐火试验。 对于结构对称的分隔构件,可用1个试件任选其中一面进行耐火试验。对于结构不对称的分隔构 年,试件数量的确定应符合下述规定: a)如果要求构件的每一面都具有耐火性能,且无法确定薄弱面,则应选取不少于2个的相同试 件,分别代表构件的不同面进行耐火试验; b 如果要求构件的每一面都具有耐火性能,且能确定薄弱面,则应选取1个试件,只对该薄弱面 进行耐火试验; C 如果只要求构件的某一特定面具有耐火性能,则应选取1个试件仅对该面进行耐火试验

    试验时,可通过自然养护使试件的强度和含水量与预期的实际使用条件相似。如果试件含有水分 或易于吸收水分,则应对试件进行干燥处理,直至达到规定要求才能进行试验。干燥的规定要求是试件 放置在相对湿度为(50士20)%,温度为(23士5)℃的环境中达到平衡的状态。 一种达到干燥条件的方法是将试件放置在密闭室中(最低温度为15℃,最大相对湿度为75%),经 过必要的时间达到水分平衡。达到平衡的条件是间隔24h测量试件的质量,且两次测量的数值差不超 过试件总重的0.1%。 如果加速养护不会改变材料组分的性能或试件的水分分布(因为这些改变会影响试件的耐火性 能),则可采用这种加速养护方法。高温养护的温度应低于材料的临界温度。 如果养护后不能达到规定的含水量,但吸收组分的强度已达到设计强度,试件也可进行耐火试验。 代表性的试样可代试件进行养护确定含水量。代表性试样的构件应具有与试件相似的厚度和受火 面,从而能够代表试件的水分损失。试件应养护至其含水量保持不变。 有关含水量的测定,相应构件的标准中可包含有附加的或可选择的规定

    试验前,委托方应为试验室提供试验样品,其所有结构细节、图纸、主要组分及生产商和供应商列 表。在测试开始前,向试验室及时完整地提供以上资料将有助于试验室根据提供的资料信息对试件进 行一致性检验,并尽可能在试验开始之前处理好不一致的部分。为了确定组分的描述,特别是它的结 构,与试验试件保持致,试验室可以检验组分的构成或是要求提供一个或多个附加的备用试件 如在试验前无法检查确认试件结构所有方面的一致性,在试验后也无法获得足够的数据,而必须依 靠委托方所提供的信息时,应在试验报告中清楚地说明。试验室在试验报告中仍应全面正确地评定试 件的设计,并在试验报告中准确的记录试件的结构细节。试件检验的附加程序将在具体产品的试验方 法中规定。

    用于测量炉内温度的热电偶,应均布在试件附近以获得可靠的平均温度。每类构件应按试验方法 规定布置热电偶的数量和位置。 热电偶的位置不应受燃烧器火焰的直接冲击,并且距离炉内所有侧墙、底面和顶部不应小于 450mm 固定的方式要确保在耐火试验期间热电偶不移动。

    试验开始时,炉内热电偶的数量(n)应不少于试验方法中规定的最少数量。如果热电偶损坏,炉内 厕n一1个热电偶时,试验室不需采取任何措施。如果试验时炉内热电偶的数量少于n一1,试验室应更 换热电偶,确保至少有n一1个热电偶在使用。 热电偶由于遭受跌落的碎片冲击及在连续使用中的损耗,仪器的敏感度会随着时间的推移有轻微 的降低。因此每次试验前应进行运行检查,确保仪器正常使用。如果仪器存在任何损坏、损耗或不正常 运行的迹象,则不应再使用而应进行更换。 热电偶的固定不应嵌人或接触试件,除非测温端对位置有特殊要求。如果测温端的固定已嵌人或 接触试件,应通过建立相应的失效判定准则或是添加明确的附加信息将影响的结果降到最低。

    8.1.2背火面热电偶

    背火面热电偶的类型应依照5.5.1.2的规定,与试件的背火面相接触,以测量平均温升和最高 温升。 测量背火面平均温升的热电偶应布置在试件表面的中心位置,和平均每1/4区域的中心位置。有 皮纹或筋状物的结构,可以在最厚和最薄的位置适当增加热电偶数量。热电偶的布置应距离热气流、结 合点、交叉点和贯通连接紧固件(如螺钉、销钉等),以及会被穿过试件的热烟气直接冲击的位置不应小 于50mm 附加热电偶应贴在背火面可能出现高温的位置,用于测量最高温升。如果在任意直径150mm圆 的区域内紧固件所占的总面积小于1%,热电偶不应贴在会产生较高温度类似螺钉、钉子或夹子等紧固 牛上。热电偶不应贴在表面直径小于12mm非贯通紧固件上,对于表面直径小于12mm贯通紧固件, 可使用特殊的测量仪器测温。对于特定构件,其背火面热电偶位置有更多其他要求,将在相应构件的试 验方法中规定。 热电偶的隔热垫周围与试件表面应用耐高温胶完全粘结,并且在圆铜片与试件之间及圆铜片与隔 热垫之间不应有任何胶,也不应存在空隙,即使有,也十分细小。在无法使用胶粘结时,也可以使用别 针、螺钉或回形针,但是它们只能与隔热垫接触.而不能与铜片接触。

    在试验期间任何可的高温点均应使 符合5.5.1:3要求的移动热电商。如果在使用移动热电值 20s内,温度没有达到150℃,则停止使用移动热电偶测温。若达到或超过150℃,则继续测温作为判 定依据。使用移动热电偶测量时,应避开如螺钉、钉子或夹子等紧固件所在的位置,因为这些位置可能 出现明显的温差:作为额外增加的热电偶,还应避开背火面热电偶的安装位置

    在使用符合5.5.1.4要求的内部热电偶时,其位置不应影响试件的性能。包括敲击进入试件的钢 部件,热接点应采用适当的方法固定在相应的位置上。要尽可能避免热电偶丝的温度高于热接点温度。 注:无论什么条件下,热电偶的热电极应有大于等于50mm与热端处于同一等温区内

    8.1.5环境温度热电倡

    测量环境温度的热电偶(或钳电阻)应安装在距离试件背火面(1.0主0.5)m处,但不应受到来自试 件和/或试验炉热辐射的影响。

    压力测量探头(见5.5.2)应安装在便于按6.2规定的压力条件测量和监控炉内压力的位置,不应 立于受火焰气流直接冲击的位置或排烟管路上。该探头测量管在炉内和穿过炉墙的部分应保持水平, 这样炉内和炉外压力将处于相对相同的高度位置。如果使用是“T”形测量探头,“T”形支管应保持水平 方向。测量仪器输出炉压端的管道垂直截面应保持在室内环境温度。

    8.2.1垂直构件试验炉的测量探头

    一不探买应直子距离中性压力面 土500mm范围内: 个探实用十提供炉内 信息,该测量探头应置于在炉内距离试件顶部土500mm的范围内,

    GB/T 9978.12008

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    8.2.2水平构件试验炉的测量探头

    两个压力测量探头安装在同一水平面上相对应的不同位置。二个用于测控炉内压力,另一 对前一个压力测量探头进行校核。

    试件变形测量仪器用于测量耐火试验过程中的试件变形速率和变形总量,或试验后的变形总量。

    试件变形测量仪器用于测量耐火试验过程中的试件变形速率和变形总量,或试验后的变形总量。

    试件完整性的测量可采用精 态确定(在炉内负压区域发 大缝原不宜采用棉垫判定完整性

    棉垫置于图5所示框架内,在试验进行的过程中发现有可疑的部位时,安放在试件该位置表面并贴 丘裂缝或窜出火焰的位置,持续30s或直到棉垫点燃(定义为炽烧或燃烧)。棉垫的位置可稍做调整以 达到热气点燃棉垫的最佳效果。 如果裂缝附近的试件表面不规则,应注意确定在测量过程中棉垫框架的支承柄与棉垫和试件表面 保持一定的空间。 操作者可采用“筛选检验”来判定试件的完整性。所谓“筛选检验”是在可能丧失的位置选择短时间 使用棉垫,或是采用单一棉垫在这个区域附近移动。棉垫烧焦表明失效,但应使用未用过的棉垫按规定 的方法测定完整性。 在试件或试件局部无需满足隔热性的条件下,当试件背火面裂缝附近的温度超过300℃时,不应使 用棉垫测定完整性,应使用缝隙探棒测量完整性。

    在使用缝隙探棒的位置,试件表面裂缝的尺寸大小应依据试件的明显变形速率间隔一定时间进行 测定。两种缝隙探棒轮流使用,且在使用时不应存在不适当的外力。 a)6mm的缝隙探棒是否能够穿过试件进人炉内,并沿裂缝方向移动150mm的长度; b)Φ25mm的缝隙探棒是否能够穿过试件进入炉内。 在缝隙探棒移动路径上的细微阻挡,它们对热烟气穿过裂缝的流动过程产生极小甚至没有影响,可 变形而产生缝隙)。

    根据设计要求,将试件安装在刚性框架内从而得到相应的约束。这种方法在适当的条件下可应用 于隔墙和楼板。在这种情况下,试件边缘和框架之间的缝隙应用刚性材料填充。 约束也可用液压或其他加载系统提供。提供的约束力或力矩会限制膨胀、收缩或转动。这种情况 下,这些约束力或力矩数值是重要的数据信息,应在整个试验过程中间隔一定时间进行测量,

    对承载构件,试验荷载应在试验开始前至少15min时加载,并且加载的速率不发生波动。对此产 生的相应变形应进行测量记录。如果在一定的试验荷载等级条件下,试件的组成材料发生明显的变形, 则在试验前应保持所加的荷载值恒定,直到变形稳定。根据要求,试验期间荷载值应保持恒定,并且当 试件发生变形时,加载系统应能够快速作出响应保持荷载的恒定。 如果在加热终止后试件未塌,荷载应迅速卸载,除非需要监测试件的持续承载能力。对后一种情 况,在报告中应清楚描述该试件的冷却过程,是否是人为冷却、移出试验炉冷却或打开试验炉冷却。

    试验开始前5min内,应对所有热电偶的初始温度记录进行一次检查,并进行数据计 录试件的初始变形数据和试件初始条件

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    试验时,记录试件内部初始 均温度值和环境温度值 当试验炉内接近试件中心的热电偶记录到50℃时,便可将其作为试验开始时间。同时,所有手 目动的观察测量系统都应开始工作,按照6.1规定的升温条件测量和控制试验炉炉温。

    9. 4. 6±一般现象

    试验有以下任意一个原因即可终止: a) 威胁人员安全或可能损坏仪器设备; b) 达到选定的判定准则; c)委托方提出要求。 在b)条件下试件丧失完整性和隔热性后,委托方提出要求时,试验可继续进行以获得附加数据

    本条款描述了对不同开 对特殊尖型 耐火构件要在一般的性能判定准 ,或是对原条款进行部分修改。 试件应满足的耐火性能,包括承重 分隔构件完整性和隔热性,其判定准则月 长短表示。如果试件所代表的建筑构件要同时达到以上几个性能,则应同时从几个方面进行判定

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    10.2判定准则的细则

    试件的耐火性能应从以 建筑结构的某些构件,可 相应的性能判定准则。

    10. 2. 1承载能力

    试件在耐火试验期间能够持续保持其承载能力的时间。判定试件承载能力的参数是变形量和变 。试件变形在达到稳定阶段后将会发生相对快速的变形速率,因此依据变形速率的判定应在变 过L/30之后才可应用。 对GB/T9978本部分的结论,试件超过以下任一判定准则限定时,均认为试件丧失承载能力。 包)抗弯构件

    10. 2. 2 完整性

    试件在耐火试验期间能够持续保持耐火隔火性能的时间。试件发生以下任一限定情况均认为试件 丧失完整性: a)依据8.4.1进行试验,棉垫被点燃; b)依据8.4.2的规定,缝隙探棒可以穿过; c)背火面出现火焰并持续时间超过10S

    10. 2. 3隔热性

    试件在耐火试验期间持续保持耐火隔热性能的时间。试件背火面温度温开发生超过以下任一限定 的情况均认为试件丧失隔热性。 a)平均温度温升超过初始平均温度140℃; b)任一点位置的温度温升超过初始温度(包括移动热电偶)180℃(初始温度应是试验开始时背 火面的初始平均温度)

    当试验装置、试验条件、试件准备、仪器使用、试验程序等条件均在GB/T9978本部分规定的限制 条件之内时,试验结果有效。 当试验炉内温度、炉内压力和试验环境温度等试件受火条件超出第6章规定的偏差上限时,也可以 考虑试验结果的有效性

    安全标准规范范本试件的耐火极限是指满足相应耐火性能判定准则的时间

    火极限是指满足相应耐火性能判定准则的时间

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    12.2.1隔热性和完整性对应承载能力 如果试件的“承载能力”已不符合要求,则将自动认为试件的“隔热性”和“完整性”不符合要求。 12.2.2隔热性对应完整性 如果试件的“完整性”已不符合要求,则将自动认为试件的“隔热性”不符合要求。 12.3提前终止试验

    原因。在试验结果中应给出并

    以下是举例说明承重分隔构件耐火试验结果的表示方法。在该例中隔热性和完整性不符合判定准 的要求,并且在试件跨塌之前委托方要求终止试验。 例如:结果表示为“承载能128min(委托方要求终止试验) 120min; 热性 110min" 注:如果由于背火面温瘦较高导致不能使用棉垫,此情况应说明。 试验报告 试验报告应在显奢位置描述以下内容 “试验报告 供试件的详细结构资料、试验条件及试件按GB/T9978本部分规定的方法进行试 所获得的试验 若试件在尺寸、详细结构资料、荷载、应力、约束或边界条件方面存在较大偏差 寸,则试验结果 试验报告应含与试件及耐火试验相关的所有重要信息,包括以下项目和在试件武验标准中规定要 的单独项目: a 试验室的名称和地址,唯一的编号和试验日期; 委托方 称和地址,试件和所有组成部件的产品名称和制造厂,如果缺少该信息应进行 说明; 试件的详细结构和组装程序方法,在试件图中含有结构尺寸,如可能可附带照片、使用材料的 相关性能; 对试件耐火能的判定及判定方法有一定影响的信息电力标准,例如,试件的含水率及养护期信息; e) 对承重构件试件的加载量及其计算依据; 使用的支承和约束条及其选择的理由; &) 所有热电偶、变形测量和压力测量仪器的安装位置信息和试验时从这些仪器上所测的数据制 成的曲线或图表; h) 试验期间试件发生现象的描述,并且依据第10章的判定准则所确定试验的终止; i) 试件的耐火极限,表示见第12章的规定; 对于非对称分隔构件,试件应进行正面和反面两个方向的耐火试验,取极小值确定结果的有效 性。除非能确定其薄弱面,只对该面进行耐火试验确定结果的有效性。

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