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进行耐火试验时,试件应与该试件实际使用情况相同。
6.1 结构
试件所用的材料,制作工艺,拼接与安装方法应足以反映相应构件在实际使用中的情况。为使试验能够进行而作的安装型式的修改应对试件无重大影响,并应对修改作详细说明o
6.2 尺寸
试件应与实际使用的尺寸相同。如果构件大于试验炉所能容纳的尺寸,则该试件在炉内暴露部分的尺寸不应小于下列规定:
a)墙:高3 m,宽3 m;
b)梁:计算跨度4m;
c)柱:高3m;
d)楼板,吊顶与屋顶:长4m,宽3 m。
6.3 数量
试件数量为1个,按实际约束/边界条件进行试验。通常情况可按无约束/边界条件进行试验。
a)墙:两侧都要求耐火的不对称结构构件,应分别对两侧进行试验。如果预先能够确定其中一侧为耐火薄弱面,也可进行一次试验,但耐火薄弱面应作为受火面;
b)梁:按实际约束条件进行试验,通常情况按无约束条件进行试验;
c)柱:按实际约束条件进行试验;
d)楼板,吊顶与屋顶:按实际约束条件进行验证,通常情况按无约束条件进行试验。
7 试验程序
7.1 试验的开始与结束
试验开始前要记录环境温度。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,所有手动和自动的观察测量系统都应开始工作。
试验应按5.1—5.3,6.1—6.3,7.2,7.3,8.1,8.2的有关要求进行测量和记录。当试验中试件出现8.1a),8.1b),8.2中所规定的一条或几条时,试验应立即终止;或虽没有出现8.1a),8.1b)和8.2中所规定的任何一条,但已到达预定的时间,试验也可结束。
7.2 加载和约束应用
7.2.1 加载的应用
承重构件应在开始试验前15 min加载到确定值。在试验过程中,荷载误差不应超过确定值的土5%。加载系统应具有快速响应能力,以保持荷载稳定。试验结束后,如果试件尚未损坏,应立即卸载。
7.2.2 约束的应用
根据试件的设计,相应的约束力可由试件框架提供,该试件的边缘与框架的间隙要用硬性材料堵塞。约束也可利用液压系统或其他加载系统来施加。
7.3 测量与观察
7.3.1 炉内温度测量
炉内温度测量应按5.1.1,5.1.2和5.1.3的规定进行,温度应连续测量。热电偶布设的规定如下:
水平或垂直分隔构件:试件表面每1.5m^2至少有一个热电偶,热电偶总数不少于5个;
横梁:在每隔1 m的长度上至少有两个热电偶,热电偶总数不得少于6个。
柱子:在每隔1 m的高度上至少有一个热电偶,热电偶总数不少于6个,呈螺旋形布置。
7.3.2 炉内压力测量
炉内压力测量应按4.2和5.2的规定进行,测量应连续进行或每隔2 min测量一次。
7.3.3 荷载测量
荷载测量应按5.3的规定进行,应记录荷载性质,施加方法和试件支撑不住荷载的时间。
7.3.4 试件背火面温度测量
试件背火面的温度测量应按5.1.4规定进行,温度应连续测量。热电偶的布设规定如下:
水平或垂直分隔构件,热电偶数量不得少于5个,其中一个设在试件的中心,其余分设在试件各四分之一部位的中心。
热电偶应距离接缝,边缘,螺栓,螺钉头以及金属连接件至少50mm。
对于瓦垅或肋形结构,热电偶的数目可以增加,最厚处和最薄处的热电偶数目应相同,但试件槽沟或凸脊的尺寸满足热电偶与该试件表面完全接触。
7.3.5 试件内部温度测量
试件内部温度应按5.1.5规定进行,温度应连续测量。
7.3.6 试件变形测量
试件变形测量应按4.4的规定进行,变形应连续测量。
墙——加载开始至试验结束,测量其中心点水平方向的变形值;
板——加载开始至试验结束,测量其中心点垂直方向的变形值;
梁——加载开始至试验结束,测量其跨度中间的变形值;
柱——加载开始至试验结束,测量其轴向变形值。
7.3.7 试件完整性测量
a)在试验过程中,当试件有火焰和气体在孔洞或其他空隙出现时,都应在这些出现处用棉垫进行测量。棉垫与试件之间保持20~30mm的距离并应将棉垫中心靠近裂纹,测量时间10~30s。如果棉垫前一次使用时已经吸潮或被烧焦,就不应再使用。
棉垫尺寸为长100mm,宽100mm,厚30mm。棉垫应由新的,未染色的柔软棉纤维制成,不应混有人造纤维,其重量为3-4g。
棉垫使用前应先放入105℃±5℃的干燥箱中,干燥时时间不得少于30min。干燥后在干燥箱内存放24h。在进行完整性测量时,应将棉垫安装在框架内。
棉垫试验不适用于炉内负压区。如果试验裂缝或开口在负压区,可采用临时增加炉压的方法进行完整性测量。
b)在试验过程中,当试件的背火面出现贯通至试验炉内的裂缝时,可以使用直径为6 mm±0.1mm和直径为25mm±0.2mm的不锈钢探棒进行完整性测量。
7.3.8 试验现象观察
观察试件在试验过程中的变形,开裂,熔化或软化,剥落或烧焦等现象。如果有大量的烟雾从背火面冒出,应进行记录,但耐火试验不检验这些烟雾的危险性。
8耐火极限判定条件
试验过程中当8.1,8.2条中规定的任一项出现时,则表明试件达到耐火极限。
耐火极限以小时计,小数点后保留两位有效数字。
8.1 非承重构件
a)失去完整性。按7.3.7的规定进行测量,当棉垫被点燃或背火面窜火达10s以上时,则认为试件失去完整性;当试件背火面出现贯通至试验炉内的裂缝,直径6 mm的探棒可以穿过裂缝进入炉内且探棒可以沿裂缝长度方向移动不小于150mm,或直径25mm的探棒可以穿过裂缝进入炉内时,则认为试件失去完整性。
b)失去隔热性。试件背火面的平均温升超过试件表面初始平均温度140℃或背火面上任何温升超过该点初始温度180℃时,则认为试件失去隔热性。
8.2 承重构件
a)失去稳定性。在试验过程中试件发生垮塌;或梁板构件的最大挠度,柱构件的轴向变形,柱构件的轴向变形速率超过规定值时,则表明试件失去稳定性。即:
梁或板构件的最大挠度超过L/20(mm),L为试件计算跨度,单位:mm。
柱构件轴向变形大于h/100(mm)或轴向变形速率大于3 h/1 000(mm/min)后, h为柱构件在加栽后,耐火试验前的初始受火高度,单位:mm。
b)当承重构件同时起分隔作用时,还应按8.1的规定进行判定。