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钢筋混凝土结构的耐火能力,在很大程度上取决于:
a)
混凝土结构断面的全部厚度(以保证在允许时限内缓解热量传导);
b)
钢筋的混凝土保护层平均厚度(以保证受力钢筋温度低于一定临界值)。钢筋混凝土结构在高温下剥落、断裂的表现,都将导致对受力钢筋绝热保护性能的降低,并且使得构件的截面尺寸减小。工程中有时可以通过增设辅助钢筋来减弱这些危害。混凝土保护层的厚度也取决于集料的属性。例如,由粉煤灰等轻质骨料构成的混凝土,具有很低的热传导性能,而且从某种程度上讲,更加能抵御剥落现象的发生,也就使得在不降低防火性能的情况下,减小构件尺寸和混凝土保护层厚度。
防火测试方法
混凝土楼板通常应当按照BS476测试标准第21部分的要求进行防火试验和评估,底面为受火面,要求满足其承载稳定性、完整性和绝热性的三个防火指标要求。用吊顶的方式进行保护的楼板应当按照BS476测试标准的第23部分进行试验和评估。本部分涉及的混凝土结构只要求满足上述防火需求,至于火灾情况更加严厉的一些环境中的混凝土结构的防火保护,例如隧道结构。请与PROMAT联络索取相关详情。
设计要点
以下是使得设计混凝土结构具有优良耐火性能而需注意的几个要素:
1.
混凝土密度
混凝土的密度不仅影响其强度,而且影响其的绝热性能以及在火灾中的剥裂敏感度。
2.
混凝土含水率
随混凝土的不同类型,当其含水率超过2~3%时,将有明显的剥裂现象发生。
3.
受力钢筋的混凝土保护层厚度
混凝土构件的截面厚度增大有助于增加结构的强度和绝热性能,但是对受力钢筋的混凝土保护层厚度的数据同样也是关键的。如果混凝土楼板的防火保护层不能满足要求的话,就需要单独提升其防火等级。
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4.
支承钢结构
需要注意的是,任何支承混凝土楼板的钢结构体系,其自身应当具有足够的耐火能力。
5.
其他因素
关于吊顶、灯具设置、管线穿越等细节请参考《木楼板保护》章节中的相关内容。
6.
受火类型
请与你当地的保全办事机构联络,咨询详情。
计算方法指南:
1、
保护层
对于楼板而言,保护层的厚度是钢筋底部到混凝土受热面的平均距离。单向受力楼板的情况中,如果又是单排钢筋,可直接使用其实际距离作为保护层厚度,例如C1。双向受力楼板钢筋的情况中,由于钢筋是多排的,要求在计算平均距离时考虑两个方向的钢筋。对于单向楼板的情况中,只有钢筋为多排的时候,才要求单独计算平均距离。平均距离Cover
的计算方式如下:
Cover = A1C1
+ A2C2 + A3C3 + ...AnCn
A1 + A2 + A3 + ...An
= ΣAC
ΣA
其中,A=受拉钢筋的截面积
C=主要受力钢筋和受火面之间的最近距离
2、
楼板厚度
对于实体楼板和加肋楼板,其有效楼板厚度就是其实际厚度(包括上部的所有不燃面层)
对于空心楼板(或梁+填充型楼板的构造),其楼板的有效厚度‘te’是综合考虑单位宽度上所有实体材料而得来的,计算如下:
te
= h x √
S + tf
其中
h = 楼板实际厚度
S = 单位宽度实体材料所占比例l
tf = 不燃面层材料的厚度
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