A.1 總則
在實(shí)際中,梁一般用于支撐樓板和屋面板。在某些應(yīng)用中,它們可能與梁組合在一起。此時(shí),構(gòu)件整體可以按梁進(jìn)行試驗(yàn)也可以按樓板進(jìn)行試驗(yàn),并根據(jù)結(jié)構(gòu)的總剛度調(diào)整加載。
當(dāng)需要評(píng)定完整性和隔熱性時(shí),需要按GB/T 9978.5的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行附加試驗(yàn)。
評(píng)定梁耐火性能時(shí)考慮到梁的下面、側(cè)面受火和有時(shí)可能上表面受火,但不考慮從梁的兩端散熱的情況。
本方法適用于通常以梁為主的抗彎構(gòu)件,該原理也可用于試驗(yàn)其他抗拉構(gòu)件。
A.2 試件結(jié)構(gòu)
當(dāng)梁從爐膛內(nèi)突出時(shí),應(yīng)保證其對(duì)梁的變形沒(méi)有影響。
試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的混凝土密度與熱慣性量間有直接的關(guān)系,低密度混凝土比高密度混凝土的熱傳導(dǎo)性低。當(dāng)采用高密度混凝土保護(hù)鋼梁時(shí)這一點(diǎn)應(yīng)該注意,因?yàn)楦呙芏然炷梁弯撻g可能會(huì)發(fā)生較高的熱量傳導(dǎo),對(duì)減緩試件溫度的升高產(chǎn)生影響。這種現(xiàn)象將限制該種試驗(yàn)結(jié)果的直接應(yīng)用。
實(shí)際使用中樓板(7.1.2)的寬度,或標(biāo)準(zhǔn)蓋板(7.1.3)應(yīng)足以阻止熱氣從加載框架通過(guò)。應(yīng)阻止梁在試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的任何變形。
A.3 支撐和加載條件
A.3.1 試件安裝到試驗(yàn)爐內(nèi)
將試件固定在支撐架上以防止其旋轉(zhuǎn),這可以通過(guò)將其固定在支撐架上方的懸臂梁上來(lái)實(shí)現(xiàn)。固定程度由懸臂和阻止其旋轉(zhuǎn)的力來(lái)確定。懸臂的位置是固定的,因此,懸臂施加在加載單元的力根據(jù)試件受熱程度不同而不同。
A.3.2 加載
當(dāng)試件的跨度比實(shí)際使用短時(shí),同樣荷載情況下,試件應(yīng)力的類型和大小較全尺寸的試件有所不同。跨度較小的特殊截面梁應(yīng)通過(guò)研究確保讓在試件上產(chǎn)生的臨界應(yīng)力與全尺寸試件的應(yīng)力類型相同,并注意由于減少跨度、加大荷載而可能產(chǎn)生過(guò)量的剪切應(yīng)力。這些因素將影響產(chǎn)生所需應(yīng)力時(shí)所采用的加載方式和加載類型。
梁是受彎構(gòu)件,所以對(duì)其進(jìn)行評(píng)定時(shí),簡(jiǎn)支梁的彎曲是否與實(shí)際狀況一致是非常重要的。試驗(yàn)中一般不考慮人為設(shè)置原因,如,彎應(yīng)力水平不因需要考慮扭轉(zhuǎn)約束而減少。
A.4 約束和加載條件的影響
對(duì)熱膨脹、軸向或旋轉(zhuǎn)的約束有多種方法。
準(zhǔn)確裝置應(yīng)滿足其需要,當(dāng)試件安裝在約束框架內(nèi),試件對(duì)框架產(chǎn)生的軸向推力不應(yīng)使框架有變形。在某些情況下可以通過(guò)校準(zhǔn)約束框架來(lái)測(cè)量軸向推力。在有些情況下會(huì)在試件框架間預(yù)留膨脹間隙。由于試件上方或高度方向結(jié)構(gòu)部件的接觸或固定,這樣的布置同樣能對(duì)旋轉(zhuǎn)提供約束。
更為準(zhǔn)確的辦法是由液壓千斤頂來(lái)提供軸向和與試件相關(guān)的約束、測(cè)量。
在這些情況下對(duì)試件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),膨脹約束的產(chǎn)生將增大構(gòu)件的軸向壓力。此時(shí)這種力會(huì)發(fā)生在構(gòu)件的某個(gè)截面位置,該力產(chǎn)生的彎曲將會(huì)平衡一部分荷載作用產(chǎn)生的彎曲,從而使構(gòu)件的承載能力和耐火極限相對(duì)增加,但當(dāng)試件出現(xiàn)碎裂或失穩(wěn)時(shí)除外。
A.5 溫度測(cè)量
試件熱電偶的布置應(yīng)能夠確保獲得關(guān)于試件截面溫度的最有用數(shù)據(jù)信息。
對(duì)于組合結(jié)構(gòu)(如在其兩邊緣間填充混凝土的H型鋼梁),組合構(gòu)件每個(gè)部件的溫度數(shù)據(jù)信息以及試件截面的溫度梯度都是非常有用的數(shù)據(jù)信息,可以對(duì)這些數(shù)據(jù)做進(jìn)一步評(píng)定。
熱電偶可用來(lái)測(cè)量梁和保護(hù)層間的溫度。得到的數(shù)據(jù)可用于對(duì)具有相同材料保護(hù)層的其他材料和類似梁的臨界溫度進(jìn)行推測(cè)。
A.6 試件特性
對(duì)于簡(jiǎn)支的構(gòu)件,比如梁,其常溫下強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)中最重要的性能之一。如果試驗(yàn)加載值是根據(jù)材料實(shí)際強(qiáng)度確定的,那么其應(yīng)用具有廣泛性,而根據(jù)材料標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行加載得到的數(shù)據(jù)則不具有廣泛適用性。
對(duì)于均質(zhì)材料,在耐火試驗(yàn)前通過(guò)常溫下的荷載試驗(yàn)就能夠獲得它的應(yīng)力/應(yīng)變關(guān)系。常溫下的試驗(yàn)加載不應(yīng)超過(guò)材料的彈性范圍,因?yàn)檫@將影響屈服強(qiáng)度。其他對(duì)耐火極限有重要影響的因素如下:
a)沿梁長(zhǎng)度方向的橫截面面積變化(建議在幾個(gè)不同的位置檢查);
b)梁的材料密度,包括所有的組合部件,所有的保護(hù)層或涂層;
c)平均厚度和全部保護(hù)材料的不穩(wěn)定性;
d)在梁上使用的保護(hù)層或涂層等全部吸濕材料的含水量。


建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB5
