A.1 概述 本指南制定的前提是假設(shè)垂直承載試件承受壓縮荷載。這種方法同樣適用于評(píng)價(jià)承受拉伸荷載的試件,例如垂直系材。在此種情況下,支撐裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)能提供傳遞拉伸荷載。
A.2 設(shè)計(jì)條件
A.2.1 末端支撐條件
柱所能承受的允許荷載在很大程度上取決于末端條件,對(duì)于鉸接的細(xì)長(zhǎng)柱,即使支撐結(jié)構(gòu)中摩擦產(chǎn)生的力很小,也將大幅度增加試件的承載能力。在耐火試驗(yàn)中,試件末端會(huì)產(chǎn)生偶然的約束變化,由此可能影響試件的耐火性能。一般來(lái)說(shuō),使用球形或柱狀輥輪連接可實(shí)現(xiàn)多向自由連接。
A.2.2 末端軸環(huán)條件
末端軸環(huán)由包裹在柱的末端周圍的混凝土澆鑄體組成。對(duì)末端軸環(huán)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),使其與試件達(dá)到相似的干燥平衡條件,以避免在試驗(yàn)中產(chǎn)生剝落、過(guò)多的蒸汽或冷卻效果,這一點(diǎn)很重要。
A.3 荷載
柱應(yīng)在其常溫設(shè)計(jì)的條件下進(jìn)行加載和支撐條件的試驗(yàn),在實(shí)際火災(zāi)中,末端移動(dòng)或荷載有可能發(fā)生變化,通常這些變化不可能在試驗(yàn)中復(fù)現(xiàn)。
如果在實(shí)際應(yīng)用中能夠確定加載和支撐條件,并且能在試驗(yàn)爐中復(fù)現(xiàn)這些條件,應(yīng)使用這些條件計(jì)算試驗(yàn)荷載。
當(dāng)實(shí)際使用的末端條件不可能復(fù)現(xiàn)時(shí),可將代表性的試驗(yàn)條件理想化,計(jì)算試驗(yàn)荷載時(shí)可使用這些理想化的條件,同時(shí)還應(yīng)考慮所使用的固定方式。
A.4 溫度測(cè)量
試件熱電偶的分布應(yīng)能有助于盡可能多的獲得有用的試驗(yàn)柱溫度分布數(shù)據(jù)信息。
當(dāng)使用復(fù)合結(jié)構(gòu)時(shí)(如鋼管內(nèi)填充混凝土),測(cè)得獨(dú)立部件的溫度以及整個(gè)結(jié)構(gòu)體的溫度梯度非常有用,并可用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)價(jià)。
可使用熱電偶測(cè)量柱和其耐火覆層之間的溫度,用此方法得到的數(shù)據(jù),借助不同的極限溫度,可推知其他材料制成的柱或其他類型的柱使用相同防護(hù)材料的耐火性能。
A.5 在試驗(yàn)中柱的變化
垂直構(gòu)件的軸向變形可根據(jù)熱膨脹,構(gòu)件的干燥收縮,強(qiáng)度降低或有效橫截面積的減小來(lái)體現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)鋼柱在能夠支撐荷載的條件下會(huì)隨著溫度的升高而產(chǎn)生膨脹,一旦其不能支撐荷載,柱在荷載的作用下,局部或整體會(huì)發(fā)生彎曲收縮。因此測(cè)得的柱高度會(huì)達(dá)到一個(gè)極大值,然后減小。
對(duì)于鋼管混凝土柱的情況較復(fù)雜。在柱子承載時(shí),最初的形變和普通的結(jié)構(gòu)鋼管相似。當(dāng)鋼柱加熱后,它將產(chǎn)生變形,并將荷載傳遞到混凝土上,同時(shí)仍有足夠的強(qiáng)度約束混凝土?;炷晾^續(xù)支撐試驗(yàn)荷載,直至最終無(wú)法承受。
木質(zhì)柱是熱的不良導(dǎo)體,初始階段的膨脹很小,支撐截面上的平均溫度也幾乎不發(fā)生改變。一段時(shí)間以后,會(huì)發(fā)生炭化,橫截面積減小,柱子在荷載方向上發(fā)生變形。
A.2 設(shè)計(jì)條件
A.2.1 末端支撐條件
柱所能承受的允許荷載在很大程度上取決于末端條件,對(duì)于鉸接的細(xì)長(zhǎng)柱,即使支撐結(jié)構(gòu)中摩擦產(chǎn)生的力很小,也將大幅度增加試件的承載能力。在耐火試驗(yàn)中,試件末端會(huì)產(chǎn)生偶然的約束變化,由此可能影響試件的耐火性能。一般來(lái)說(shuō),使用球形或柱狀輥輪連接可實(shí)現(xiàn)多向自由連接。
A.2.2 末端軸環(huán)條件
末端軸環(huán)由包裹在柱的末端周圍的混凝土澆鑄體組成。對(duì)末端軸環(huán)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),使其與試件達(dá)到相似的干燥平衡條件,以避免在試驗(yàn)中產(chǎn)生剝落、過(guò)多的蒸汽或冷卻效果,這一點(diǎn)很重要。
A.3 荷載
柱應(yīng)在其常溫設(shè)計(jì)的條件下進(jìn)行加載和支撐條件的試驗(yàn),在實(shí)際火災(zāi)中,末端移動(dòng)或荷載有可能發(fā)生變化,通常這些變化不可能在試驗(yàn)中復(fù)現(xiàn)。
如果在實(shí)際應(yīng)用中能夠確定加載和支撐條件,并且能在試驗(yàn)爐中復(fù)現(xiàn)這些條件,應(yīng)使用這些條件計(jì)算試驗(yàn)荷載。
當(dāng)實(shí)際使用的末端條件不可能復(fù)現(xiàn)時(shí),可將代表性的試驗(yàn)條件理想化,計(jì)算試驗(yàn)荷載時(shí)可使用這些理想化的條件,同時(shí)還應(yīng)考慮所使用的固定方式。
A.4 溫度測(cè)量
試件熱電偶的分布應(yīng)能有助于盡可能多的獲得有用的試驗(yàn)柱溫度分布數(shù)據(jù)信息。
當(dāng)使用復(fù)合結(jié)構(gòu)時(shí)(如鋼管內(nèi)填充混凝土),測(cè)得獨(dú)立部件的溫度以及整個(gè)結(jié)構(gòu)體的溫度梯度非常有用,并可用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)價(jià)。
可使用熱電偶測(cè)量柱和其耐火覆層之間的溫度,用此方法得到的數(shù)據(jù),借助不同的極限溫度,可推知其他材料制成的柱或其他類型的柱使用相同防護(hù)材料的耐火性能。
A.5 在試驗(yàn)中柱的變化
垂直構(gòu)件的軸向變形可根據(jù)熱膨脹,構(gòu)件的干燥收縮,強(qiáng)度降低或有效橫截面積的減小來(lái)體現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)鋼柱在能夠支撐荷載的條件下會(huì)隨著溫度的升高而產(chǎn)生膨脹,一旦其不能支撐荷載,柱在荷載的作用下,局部或整體會(huì)發(fā)生彎曲收縮。因此測(cè)得的柱高度會(huì)達(dá)到一個(gè)極大值,然后減小。
對(duì)于鋼管混凝土柱的情況較復(fù)雜。在柱子承載時(shí),最初的形變和普通的結(jié)構(gòu)鋼管相似。當(dāng)鋼柱加熱后,它將產(chǎn)生變形,并將荷載傳遞到混凝土上,同時(shí)仍有足夠的強(qiáng)度約束混凝土?;炷晾^續(xù)支撐試驗(yàn)荷載,直至最終無(wú)法承受。
木質(zhì)柱是熱的不良導(dǎo)體,初始階段的膨脹很小,支撐截面上的平均溫度也幾乎不發(fā)生改變。一段時(shí)間以后,會(huì)發(fā)生炭化,橫截面積減小,柱子在荷載方向上發(fā)生變形。


建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB5
