建筑构件在火灾中的破坏特点建筑物的耐火性及构件的课件.ppt

1、一、建筑材料的耐火性能 建筑物是由各种建筑材料建造起来的。根据使用功能，建筑材料主要可分为结构材料和装修材料两大类。结构材料(如混凝土、钢材、粘土砖等)的作用是组成结构构件并承受各种载荷，维持建筑物的框架结构不变；装修材料（各种饰面材料、木材及各种塑料、聚合物等）的作用是美化室内环境，给人们创造一个良好的生活或工作环境。此外，建筑材料还包括多种功能不同的材料，如保温材料、隔热材料及防水材料等。这些建筑材料在高温下的性能直接关系到建筑物火灾危险性的大小以及发生火灾后火势蔓延扩大的速度。建筑材料的高温性能主要包括以下五个方面，即：燃烧性能、力学性能、发烟性能、毒性性能和隔热性能。(一) 混凝土的高

2、温性能1、混凝土的热学性能混凝土的热学性能主要包括热传导系数、热膨胀系数、热容量以及质量密度等四个参数。 一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(1) 导热系数 混凝土的导热系数是指单位温度梯度下，通过单位面积等温面的热流速度，单位为W/m。它主要受骨料种类、含水量、混凝土配合比等因素的影响，常温下混凝土的导热系数约为1.63W/m。随着温度的提高，混凝土的导热系数近似线性减小。当温度小于100时，导热系数主要受材料含水量的影响。但在高温下，由

3、于水分的不断蒸发，其影响越来越小。不同种类骨料(硅质、钙质等)混凝土的导热系数与温度T的关系不同。(2) 热膨胀系数 混凝土的热膨胀系数不仅与混凝土本身的材料性能有关，还与构件尺寸、约束条件、含水量等因素有关。混凝土的热膨胀系数与温度的关系可由下式表示： (6-18)式中： 混凝土的热膨胀系数；T混凝土的温度。(3) 比热 虽然混凝土的热容量受骨料种类、配合比和水分的影响，但这些影响都不大。混凝土在温度升高时热容缓慢增加，在火灾高温下一般可取常值921J/kg。 一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四

4、、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点6100 . 6008. 0To(4) 质量密度 由于加温过程中水份的蒸发，混凝土的质量密度在受热过程中有所降低。轻骨料混凝土质量密度的减小比一般混凝土的大些，但总的来说还是很小的。在实际计算时，都把混凝土的质量密度看作常数。2、混凝土的力学性能(1) 混凝土的抗压强度 混凝土的抗压强度随温度升高而变化的规律是：在温度300左右时，抗压强度变化不大，甚至还略有增大。当温度超过300以后，抗压强度明显下降，破坏形态也明显变化。 从图6-4可以看出，在高温下，混凝土的抗压强度基本上呈线性下降趋势。在600时，其抗压强度仅为常温下的45%左右

5、；至1000时，几乎完全丧失强度。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点图6-4 混凝土的抗压强度随温度的变化混凝土抗压强度在高温下迅速下降的原因： 混凝土各组成材料的热膨胀系数不同。在高温下，水泥石脱水收缩，而骨料受热膨胀，由于胀缩不一，使混凝土中产生很大内应力，破坏了水泥石与骨料间的粘结； 水泥石内部产生一系列物理化学变化，如水泥主要水化物Ca(OH)2、水化铝酸钙等结晶水排除，使结构变得疏松； 骨料内部不均匀膨胀和热分解。如花岗岩和砂岩内

6、石英颗粒膨胀的方向性及晶形转变（在温度分别为573和870时），石灰岩中CaCO3的热分解（825时），导致骨料强度的下降。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点0.20.40.60.81.01.2020040060080010001200f fc c/f/fc0c0影响混凝土抗压强度的因素： 加热温度：混凝土所受加热温度越高，抗压强度下降幅度越大； 混凝土成分：骨料在混凝土组成中占绝大部分。骨料的种类、性质将直接影响混凝土的高温强度。用膨胀性

7、小、性能稳定、粒径较小的骨料配制的混凝土在高温下抗压强度保持较好； 消防射水：消防水急骤射到高温的混凝土结构表面，会使结构产生严重破坏。在火灾高温作用下，当混凝土结构表面温度达到300左右时，其内部深层温度依然很低，消防水射到混凝土结构表面后的急剧冷却会使表面混凝土中产生很大的收缩应力，因而构件表面出现很多由外向里的裂缝。当混凝土温度超过500以后，从中游离的CaO遇到喷射的水流，发生熟化，体积迅速膨胀，造成混凝土强度急剧降低。混凝土在火灾条件下温度不超过500时，其强度在火灾后可逐渐回升，一年后的强度可恢复到受热前的90%；但在火灾条件下温度超过500时，其强度则不能恢复。一、一、建筑材料的

8、耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(2) 混凝土的抗拉强度 在常温下，混凝土直接受拉容易开裂，断裂前无明显残余变形。在火灾时，混凝土因受热膨胀，在混凝土内部产生内应力，并引起局部出现微缝。外部混凝土的开裂会将使内部钢筋直接暴露在火中。从50左右到600时，抗拉强度基本上是直线下降，到600时其值为零。(3) 粘结强度 钢筋与混凝土的粘结强度是钢筋与混凝土在界面的相互作用，通过这种作用来传递两者的应力和协调变形。它的大小对构件的裂缝、变形和承载能力有直接的影响

9、。高温下，粘结强度的损失与混凝土的抗压强度相比，粘结强度的损失要大得多。(4) 弹性模量 混凝土的弹性模量随温度的升高而降低，呈明显的塑性性质，其主要原因是：水泥石与骨料在高温时产生差异，两者之间出现裂缝，组织松弛以及混凝土发生脱水现象内部孔隙率增加。高温下混凝土内部损伤在降温时不可恢复。因此，在降温过程中，弹性模量基本不变。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点3、混凝土的爆裂 在火灾初期，混凝土的构件受热表层发生的块状爆炸性脱落的现象，称为

10、混凝土的爆裂。它在很大程度上决定着钢筋混凝土结构的耐火性能，尤其是预应力钢筋混凝土结构。(1) 影响爆裂的因素有：混凝土的含水率、密实性、骨料的性质、加热的速度、构件施加预应力的情况以及约束条件等。(2) 解释爆裂发生的原因有：蒸汽压锅炉效应理论和热应力理论等。 根据耐火试验，下列情况容易发生爆炸裂：耐火试验初期；急剧加热；混凝土含水率大；预应力混凝土构件；周边约束的钢筋混凝土板；厚度小的构件；梁和柱的棱角处以及工字型梁的腹板部位等。(3) 根据混凝土构件爆裂发生的条件，可采取如下措施防止爆裂：设置阻火屏障；在构件表面喷涂料或涂抹水泥砂浆，并内设钢丝网；避免使用石英骨料，且粒径不宜过大；防止构

11、件截面突变。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(二) 建筑钢材的高温性能 建筑钢材可分为钢结构用钢材（各种型材、钢材）和钢筋混凝土结构用钢筋两大类。在建筑工程中常用的钢材主要是普通碳素钢和低合金结构钢。从防火角度来看，钢材虽然属于不可燃性材料，但耐火性能却很差。1、钢材的热学性能 钢材的导热系数大、比热小是造成钢结构在高温下极易破坏的主要原因。(1) 导热系数 通常钢的导热性能随温度升高而递减，常温下导热系数为58w/m，但当温度达到750

12、时，其导热系数几乎等于常数，约为30 w/m。钢材导热系数大是造成钢结构在高温下极易破坏的主要原因之一。(2) 钢材的比热CP 钢材的比热随温度上升而缓慢增大，Cp与温度T的关系可由下式表示： (KJ/kg) (6-19)一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点473. 0101 .20101 .38528TTCP(3) 热膨胀系数 热膨胀系数与温度T的关系可由下式表示： (6-20)2、钢材的强度 在高温下，钢材强度随温度升高而降低，降低的幅度

13、因温度的高低和钢材种类而不同。(1) 普通低碳钢 普通低碳钢在建筑结构中应用非常广泛，其应力应变曲线随温度升高而变化， 大量实验表明：随温度的升高，应力应变 曲线形状变化很大，温室下屈服平台明显并呈现锯齿状；温度升高，屈服平台降低，锯齿逐渐消失。如图6-5所示。图6-5 高温下普通低碳钢的应力-应变曲线一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点610036. 00 .11TLLs200400应力（kg/mm2）10203029.024.025.02

14、1.814.020100300500 一般来说，在350以下时，由于兰脆现象，钢材极限强度略有提高；当超过350时，强度开始下降；在500时强度降低约50%，600时降低约70%。此外，钢材的屈服点随温度升高也逐渐降低，在500 时约为常温的50%。另外，钢材的屈服平台逐渐降低并随温度的升高而逐步消失。(2) 高强硬钢 高强硬钢主要包括高碳钢及用于预应力钢筋混凝土构件中的冷加工钢筋及高强钢筋等。这类钢材往往无明显的屈服台阶，高温下的性能与一般钢材不同。大量试验表明：高强硬钢与具有明显屈服台阶的软钢相比，对温度更为敏感。当温度超过175以后，强度急剧下降，500时降至常温强度的30%，温度达75

15、0则完全丧失其强度。 所以，预应力构件耐火性能要低于普通混凝土构件，其原因除上述硬钢对温度比较敏感以外，还因为在高温下预应力极易损失，使构件难以正常工作。如对于强度为600Mpa的低碳钢冷拔钢丝，当温度升高至300时，其预应力几乎全部丧失。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(3) 普通低合金钢 这种钢材是在普通碳素钢中加入一定量的合金元素冶炼而成的。这种钢材在高温下温度变化与普通碳素钢基本相同，在200-300的温度范围内极限强度增加，当温

16、度超过300后，强度逐渐降低。3、弹性模量 钢材的弹性模量也是随着温度的升高而连续降低，变化趋势为：600 以前，弹性模量的下降由慢变快；600以后，下降则由快变慢。4、变形性能 钢材的变形性能主要包括伸长率和截面收缩率，伸长率和截面收缩率随着温度升高总的趋势是增大的，这表明高温下钢材塑性性能增大，易于产生变形。5、蠕变 钢材在一定温度和应力作用下，随时间推移，发生缓慢塑性变形的现象，叫做蠕变。影响蠕变的因素主要有温度和应力。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破

17、坏特点灾中的破坏特点(1) 温度 蠕变在较低温度下也发生，但在温度高于一定值时比较明显。对普通低碳钢，这一温度为300-500；对合金钢为400450。温度愈高，蠕变现象愈明显。因此在火灾高温下，钢材蠕变现象十分明显。(2) 应力 蠕变不仅受温度的影响，而且也受应力大小的影响。若应力超过了钢材在某一温度下的屈服强度时，蠕变就会明显增大。 总之，由于钢材在高温下热学性能、力学性能、变形性能等参数的变化，使得裸露钢构件的耐火性能较差，所以必须经过防火保护处理才能应用于建筑结构中。(三) 其它结构材料的高温性能1、粘土砖 粘土砖经过高温煅烧，因而再次受到高温作用时性能保持稳定，耐火性良好。粘土砖受8

18、00900的高温作用时无明显破坏。耐火试验表明：240mm非承重砖墙可耐火8h，承重砖墙可耐火5.5h。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点2、砂浆 砂浆在400以前，强度不降低，甚至有所增大；在超过400以后，强度显著降低，且在冷却后强度更低。因此，砖砌体受火后发生破坏主要原因是砌筑砂浆超过600以后强度迅速下降，发生粉化所至。3、石材 石材是一种耐火性能较好的材料。石材在温度超过500以后，强度降低明显，含石英的石材还会发生爆裂。这主要是

19、因为由不同矿石组成的石材膨胀不均。而由石灰石等单一岩石组成的石材可耐800900的高温。(四) 木材的燃烧性能 目前木材主要用于建筑物的装修之中。木材的明显缺点是容易燃烧，在火灾高温下主要表现为燃烧性能和发烟性能。1、木材的燃烧过程 一般要经历预热干燥、热分解、着火燃烧三个阶段，如图6-6所示。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点图6-6 木材的热分解及燃烧过程(4) 燃烧速度 木材的燃烧速度是指单位时间内木材的炭化深度。一般情况下，取其平均

20、燃烧速度为0.6mm/min。由木材的燃烧速度可知，在火灾条件下，截面尺寸大的木构件，在短时间内仍可保持一定的承载力，因而往往比未保护的钢构件耐火时间长。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点木材绝干木材可燃气体焦油木炭燃烧产物+热干燥（吸热）预热干燥热分解燃烧分解（吸热） 热量反馈（空气）着火、有焰燃烧（空气）无焰燃烧(五) 塑料的燃烧性能 塑料在建筑工程中广泛被应用。但是大部分塑料制品容易着火燃烧，燃烧时温度高、发烟量大、毒性大、对火灾中人

21、员逃生和消防人员扑救火灾带来很大困难。1、塑料的燃烧过程 塑料燃烧过程比较复杂，从材料的吸热分解到剧烈燃烧，包括了一系列的物理变化和化学变化，主要包括加热、分解、着火燃烧三个阶段，见图6-7。图 6-7 塑料的燃烧过程示意图 塑料不燃性气体可燃性气体炭化残渣烟尘燃烧产物+热分解吸热空气（无焰燃烧）（着火、有焰燃烧）热源热量反馈一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点2、塑料的燃烧特点(1) 发热量高 大多数塑料燃烧时发热量比较高，如聚乙烯的燃烧热

22、为45880KJ/kg。(2) 火焰温度高 塑料燃烧时放热量大，因此火焰温度高，可达2000oC左右。(3) 燃烧速度快 大多数塑料燃烧速度快。不同的塑料，由于比热、导热系数、燃烧热不同，因而燃烧速度不同。一般来说，燃烧热大、比热小、导热系数大的塑料其燃烧速度快。(4) 发烟量和毒性大 塑料燃烧时产生大量的烟气，烟气中含炭微粒越多、颜色就越深。另外，塑料燃烧时放出的有毒气体比木材等传统材料大得多，因而会给人身造成许多伤害。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能*二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特

23、点灾中的破坏特点二、建筑构件的耐火性能 建筑构件的耐火性能包括燃烧性能和耐火极限。(一) 建筑构件的燃烧性能 目前，我国把建筑构件按其燃烧性能分三大类，即：非燃烧体、难燃烧体和燃烧体。1、非燃烧体 用非燃烧性材料做成的构件统称为非燃烧体。非燃烧材料是指在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料。如钢材、混凝土、砖、砌块、石膏板等。2、难燃烧体 凡用难燃烧性材料做成的构件或用燃烧性材料做成而用非燃烧性材料做保护层的构件统称为难燃烧体。难燃烧性材料是指在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、难炭化，当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料。如沥青混凝土、经阻燃处理后的木材、塑料、水泥

24、刨花板、板条抹灰墙等。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能*三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点3、燃烧体 凡用燃烧性材料做成的构件统称为燃烧体。燃烧性材料是指在空气中受到火烧或高温作用时立即起火或微燃，且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料。如木材、竹子、刨花板、保丽板、塑料等。(二) 建筑构件的耐火极限1、耐火极限的定义 对任一建筑构件进行标准耐火试验，从受到火的作用时起，到构件失去稳定性或完整性或绝热性时止，这段抵抗火的作用时间称为耐火极限，一般以小时计。失去稳定性是指构件在试

25、验中失去支持能力或抗变形能力，此条件主要针对承重构件。具体地讲，墙在试验过程中发生坍垮，则表明试件失去承载能力；梁或板在试验过程中发生坍垮，则表明试件失去承载能力。试件的最大挠度超过3H（mm/min），则表明试件失去抗变形能力。其中H为试件在试验炉内的受火高度，以m计。 失去完整性是指分隔构件(如楼板、门窗、隔墙、吊顶等)当其一面受火作用时，在试验过程中，构件出现穿透性裂缝或穿火孔隙，火焰穿过构件，使其背火面可燃物燃烧起火。这时，构件失去阻止火焰和高温气体穿透或阻止其背火面出现火焰的性能。因此，认为构件失去完整性。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火

26、性能火性能*三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点 失去绝热性是指分隔构件失去隔绝过量热传导的性能。在试验中，试件背火面测点测得的平均温度超过初始温度140，或背火面任一测点温度超过初始温度180时，均认为构件失去绝热性。2、耐火极限的判定 国家标准建筑构件耐火试验方法(GB997888)规定，耐火极限的判定分为分隔构件、承重构件以及具有承重、分隔双重作用的承重分隔构件。(1) 分隔构件 如隔墙、吊顶、门窗等，当构件失去完整性或绝热性时，构件达到其耐火极限。也就是说，此类构件的耐火极限由完整性和绝热性两个条件共同控制。(2) 承重构

27、件 如梁、柱、屋架等，此类构件不具备隔断火焰和过量热传导功能，所以由失去稳定性单一条件来控制是否达到其耐火极限。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能*三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(3) 承重分隔构件 如承重墙、楼板、屋面板等，此类构件具有承重分隔双重功能，所以当构件在试验中失去稳定性、完整性、绝热性任何一条时，构件即达到其耐火极限。它的耐火极限是由三个条件共同控制。3、研究建筑构件耐火极限的意义 对建筑构件进行耐火试验，研究构件的耐火极限，可以为正确制定和贯彻建筑防火法规

28、提供科学依据，为提高建筑结构耐火性能和建筑物的耐火等级，降低防火投资，减小火灾损失提供技术措施，也和火灾烧损后建筑结构的加固补强工作直接相关。 此外，在我国防火设计中，构件的耐火极限是衡量建筑物耐火等级的主要指标，而承重构件的耐火极限则是结构能否于火灾中保持稳定而不倒塌的唯一保证。4、影响构件耐火极限的因素(1) 完整性 根据试验结果，凡易发生爆裂、局部破坏穿洞、构件接缝等都可能影响试件的完整性。当构件混凝土含水量较大时，受火时易于发生爆裂，使构件局部穿透，失去完整性。当构件接缝、穿管密封处不严密，或填缝材料不耐火时，构件也易于在这些地方形成穿透性裂缝而失去完整性。一、一、建筑材料的耐建筑材料

29、的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能*三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(2) 绝热性 影响构件绝热性的因素主要有两个：材料的导温系数和构件厚度。材料导温系数越大，热量越易于传到背火面，所以绝热性差；反之则好。由于金属的导温系数比混凝土、砖大得多，所以墙体或楼板当有金属管道穿过时，热量会由管道传向背火面而导致失去绝热性。由于热量是逐层传导，所以当构件厚度较大时，背火面达到某一温度的时间就长，绝热性则好。(3) 稳定性 凡影响构件高温承载力的因素都影响构件的稳定性。如构件材料的燃烧性能、有效荷载量值、钢材品

30、种、实际材料强度、截面形状与尺寸、配筋方式及配筋率、表面保护、受力状态、支承条件和计算长度等。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能*三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点6、提高构件耐火极限的措施(1) 处理好构件接缝构造，防止发生穿透性裂缝；(2) 使用导热(温)系数低的材料，或加大构件厚度以提高构件绝热性；(3) 使用非燃性材料；(4) 构件表面抹灰或喷涂防火涂料；(5) 加大构件截面，主要加大宽度。(6) 配置16Mn、15MnV钢，把粗钢筋配于截面中部，细钢筋配于角部；梁采

31、用较细根数较多或两种直径，粗者置于内层，细者配于外层；(7) 柱子和连续梁可提高混凝土强度等级，其余承重构件可提高材料强度等级；(8) 改变构件支承条件，增加多余约束，作成超静定型式。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能*三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点三、建筑物的耐火等级 建筑物的耐火等级是衡量建筑物耐火程度的分级标准。 在实践中，建筑物耐火等级的确定一般要考虑建筑物的重要性、火灾荷载、火灾危险性等多种因素。规定建筑物的耐火等级是建筑设计防火技术措施中最基本的措施之一，对于

32、不同类型、性质的建筑物提出不同耐火等级的要求，这样既有利于消防安全，又有利于节约基本建设投资。(一) 建筑物耐火等级的划分标准 建筑物是由墙、柱、梁、楼板、屋顶承重构件和吊顶、隔墙等非承重构件组成的。建筑物的耐火等级就是由组成它的这些主要建筑构件的燃烧性能和耐火极限决定的。按照我国的建筑设计、施工及建筑结构的实际情况，耐火等级一共分为一、二、三、四级。 建筑物的耐火等级确定以后，相应耐火等级建筑物所采用的各种构件的燃烧性能和耐火极限都不能低于表6-9中相应耐火等级的规定。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级

33、等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点表6-9 建筑构件的燃烧性能和耐火极限 一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(二) 耐火等级的划分基准和依据1、划分的基准 建筑物的耐火等级在具体划分时是以二级耐火等级楼板的耐火极限为基准的。因为楼板直接承受着任何物品的重量，因此应首先确保楼板在火灾中有足够的耐火极限，才能确保人员与建筑结构的防火安全性。 确定了楼板的耐火极限以后，其他构件与楼板相比较，如果它在建筑结构中的重要

34、性高于楼板的话，其耐火极限的要求就应高一些；反之，对于比楼板地位低的构件，耐火极限可以比楼板低一些。2、划分的依据(1) 火灾统计资料 我国火灾统计资料表明，95%以上火灾的延续时间在2h左右。在这些火灾中，在以小时以内扑灭的占80%，在1.5h以内扑灭的占90%，因此将一级建筑物楼板的耐火极限值定为1.5h，二级定为1h，这样就能保证大部分建筑物不被烧垮，而三、四级楼板的耐火等级可以低一些，分别为0.5h和0.25h。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点

35、灾中的破坏特点(2) 建筑构件特点等实际情况 尽管建筑构件的耐火极限越高越好，但是我们对建筑构件耐火极限的要求不应超出构件能够达到的水平，如：预应力钢筋混凝土楼板耐火极限一般都在1h以下，保护层为10mm的钢筋混凝土楼板耐火极限为1h，所以，对构件的耐火极限要求太高并不现实。(三) 高层民用建筑耐火等级的分级标准 根据高层民用建筑防火安全的需要和高层建筑结构的现实情况，高规将高层民用建筑的耐火等级分为一、二两级,并且规定高层民用建筑各级耐火等级建筑构件的耐火极限和燃烧性能都要符合一定的规定，如表6-10所列。表6-10 建筑构件的燃烧性能和耐火极限一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二

36、、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点耐火等级 燃烧性能和耐火极限 (h) 构件名称 一级 二级 防火墙 不燃烧体 3.00 不燃烧体 3.00 承重墙、楼梯间、电梯井和住宅单元之间的墙 不燃烧体 2.00 不燃烧体 2.00 非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙 不燃烧体 1.00 不燃烧体 1.00 墙 房间隔墙 不燃烧体 0.75 不燃烧体 0.50 柱 不燃烧体 3.00 不燃烧体 2.50 梁 不燃烧体 2.00 不燃烧体 1.50 楼板、疏散楼梯、屋顶承重构件 不燃烧体 1.50 不

37、燃烧体 1.00 吊顶 不燃烧体 0.25 难燃烧体 0.25 (四) 影响耐火等级选定的因素 确定建筑物耐火等级的目的，主要是使不同用途的建筑物具有与之相适应的耐火性能，从而实现安全与经济的统一。 确定建筑物的耐火等级主要考虑以下几个方面的因素：1、建筑物的重要性；2、建筑物的火灾危险性；3、建筑物的高度；4、建筑物的火灾荷载。 建筑设计时应该注意将建筑物的耐火等级与它相应的这些防火措施对应起来。不同用途的建筑物、不同耐火等级的建筑物具有不同的防火措施或防火设置，也就是说具有不同的安全储备，这样做既有利于安全又不会因为建筑物的耐火性能过高而造成不必要的浪费。因此，建筑物耐火等级的选定是确定不

38、同用途建筑物应该采取相应建筑防火措施的基本依据。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(五) 工业建筑耐火等级的选定 工业建筑主要包括生产物品的厂房和储存物品的库房。厂房和库房耐火等级主要是根据生产的火灾危险性和储存物品的火灾危险性确定的，除此之外，还应该考虑到建筑物的规模大小和高度等因素的影响。 对于工业建筑的耐火等级，首先要确定它所生产或储存物品的火灾危险性的类别，然后按照所属火灾危险性类别确定建筑物的耐火等级、层数、面积。1、火灾危险性分

39、类 火灾危险性分类主要是指工业建筑中生产和储存物品的火灾危险性分类。(1) 生产物品的火灾危险性分类是按生产过程中使用和产生物质的火灾危险性进行分类，一共可分为甲、乙、丙、丁、戊五个类别，见表1-2所列。(2) 储存物品的火灾危险性是按物品在储存过程中的火灾危险性进行分类的，也分为甲、乙、丙、丁、戊五个类别，见表1-1。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点 两个表格对比着看，许多分类标准是相同的，但也有一些特殊情况。有些物质生产和储存时火灾危

40、险类型有可能不同，相应的厂房和库房的火灾危险性也有所不同。如面粉，在生产过程中会产生一些浮游在空气中的可燃粉尘，当达到爆炸浓度时，遇到点火源立刻就会发生爆炸，它的火灾危险性属于乙类，但面粉在储存过程中的火灾危险性属于丙类。2、耐火等级的选定(1) 厂房耐火等级的选定 一般情况下，甲、乙类生产应采用一、二级耐火等级的建筑；丙类生产厂房的耐火等级不应低于三级。甲类生产厂房，除生产上必须采用多层者外，最好采用单层建筑。严禁将甲、乙类生产设在地下室或半地下室内。(2) 库房耐火等级的选定 甲、乙类库房的耐火等级一般不应低于二级。其它库房的耐火等级根据规范要求确定。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能

41、火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点(六) 一般民用建筑耐火等级的选定 对于重要的公共建筑（省、市级以上的办公楼，大型医院），对它的耐火等级要求较高一些，一般为一、二级。而对于其它公共建筑（简易的小商店、学校、食堂、菜市场），当采用一、二级耐火等级建筑有困难时，可采用三级耐火等级的建筑。而民用建筑与公共建筑相比，它的火灾危险性较小，发生事故后造成的经济损失、人员伤亡也比较小，所以居住建筑的耐火等级可以放宽。(七) 高层民用建筑建筑耐火等级的选定1、高层民用建筑的分类 我国现行的高

42、层民用建筑设计防火规范根据高层民用建筑的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等将它划分为两类。对高层民用建筑进行分类是一个十分复杂的问题，从消防的角度来看，将使用性质重要、火灾危险性大、人员疏散和火灾扑救难度大的高层民用建筑划分为一类，其余的均定为二类，如表6-11所列。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点表6-11 高层建筑的分类2、耐火等级的选定 一类高层民用建筑的耐火等级为一级，高层建筑地下室的耐火等级为一级；二类高层民用建筑的耐火等级

43、不应低于二级，与高层建筑相连的裙房的耐火等级不应低于二级。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点 与高层主体结构相连的裙房，在重要性和疏散扑救难度等方面与主体结构有所差别，对它的要求可以放宽些。但对于高层建筑的地下室，空气流通不好，发生火灾时热量不易散失，温度升高快，烟雾大,疏散和扑救都非常困难，为了有利于防止火灾向地面以上部分和其他部位蔓延，将它的耐火等级定为一级。(七) 提高建筑物耐火等级的措施1、重新进行结构选型；2、提高某些构件的耐火极

44、限和燃烧性能。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级*四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点四、建筑构件在火灾中的破坏特点(一) 钢筋混凝土构件 由于高温下混凝土的强度、钢筋的强度以及它们之间的粘结强度均有不同程度的下降，所以钢筋混凝土构件在高温下其承载能力将降低，承载能力的降低程度因所受的最高温度、瞬态温度改变以及火灾持续时间而不同。在火灾高温下，表面的混凝土层还会发生爆裂，尤为严重的是这些裂缝经常使钢筋的保护层剥落，钢筋混凝土承重构件强度的丧失会造成建筑物的整体倒塌。(二) 预应

45、力钢筋混凝土构件 火灾中，由于预应力钢筋混凝土构件的中预应力迅速消失，因此，预应力钢筋混凝土构件的耐火极限要比普通钢筋混凝土构件的耐火极限低。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点*(三) 钢构件 没有经过任何防火保护处理的钢构件的耐火极限只有0.25小时左右，在火灾高温的作用下，钢构件的强度迅速消失，当强度下降到一定程度时表现为瞬间倒塌。美国“9.11”事件中两座超高层钢结构建筑的坍塌是典型的钢构件强度失效的案例。(四) 木构件 木结构分为轻型木结构和重型木结构，木构件在火灾时比钢构件更安全、可靠。重型木结构防火是依靠构件燃烧时表面产生的炭化层减缓火焰进一步向构件内部燃烧，经过火烧后焦黑的外层在火灾的过程中扮演了“绝缘”的角色，降低了内部材质烧焦的几率。一、一、建筑材料的耐建筑材料的耐火性能火性能二、二、建筑构件的耐建筑构件的耐火性能火性能三、三、建筑物的耐火建筑物的耐火等级等级四、四、建筑构件在火建筑构件在火灾中的破坏特点灾中的破坏特点*此节末页，点击此处返回本章目录此节末页，点击此处返回本章目录