建筑构件耐火试验方法 第7部分:柱的特殊要求 GB/T9978.7-2008
附录A (资料性附录)试验方法通用指南
A.1 概述
本指南制定的前提是假设垂直承载试件承受压缩荷载。这种方法同样适用于评价承受拉伸荷载的试件,例如垂直系材。在此种情况下,支撑装置和传动机构应能提供传递拉伸荷载。
A.2 设计条件
A.2.1 末端支撑条件
柱所能承受的允许荷载在很大程度上取决于末端条件,对于铰接的细长柱,即使支撑结构中摩擦产生的力很小,也将大幅度增加试件的承载能力。在耐火试验中,试件末端会产生偶然的约束变化,由此可能影响试件的耐火性能。一般来说,使用球形或柱状辊轮连接可实现多向自由连接。
A.2.2 末端轴环条件
末端轴环由包裹在柱的末端周围的混凝土浇铸体组成。对末端轴环进行养护,使其与试件达到相似的干燥平衡条件,以避免在试验中产生剥落、过多的蒸汽或冷却效果,这一点很重要。
A.3 荷载
柱应在其常温设计的条件下进行加载和支撑条件的试验,在实际火灾中,末端移动或荷载有可能发生变化,通常这些变化不可能在试验中复现。
如果在实际应用中能够确定加载和支撑条件,并且能在试验炉中复现这些条件,应使用这些条件计算试验荷载。
当实际使用的末端条件不可能复现时,可将代表性的试验条件理想化,计算试验荷载时可使用这些理想化的条件,同时还应考虑所使用的固定方式。
A.4 温度测量
试件热电偶的分布应能有助于尽可能多的获得有用的试验柱温度分布数据信息。
当使用复合结构时(如钢管内填充混凝土),测得独立部件的温度以及整个结构体的温度梯度非常有用,并可用于对数据进行进一步的评价。
可使用热电偶测量柱和其耐火覆层之间的温度,用此方法得到的数据,借助不同的极限温度,可推知其他材料制成的柱或其他类型的柱使用相同防护材料的耐火性能。
A.5 在试验中柱的变化
垂直构件的轴向变形可根据热膨胀,构件的干燥收缩,强度降低或有效横截面积的减小来体现。
结构钢柱在能够支撑荷载的条件下会随着温度的升高而产生膨胀,一旦其不能支撑荷载,柱在荷载的作用下,局部或整体会发生弯曲收缩。因此测得的柱高度会达到一个极大值,然后减小。
对于钢管混凝土柱的情况较复杂。在柱子承载时,最初的形变和普通的结构钢管相似。当钢柱加热后,它将产生变形,并将荷载传递到混凝土上,同时仍有足够的强度约束混凝土。混凝土继续支撑试验荷载,直至最终无法承受。
木质柱是热的不良导体,初始阶段的膨胀很小,支撑截面上的平均温度也几乎不发生改变。一段时间以后,会发生炭化,横截面积减小,柱子在荷载方向上发生变形。
A.2 设计条件
A.2.1 末端支撑条件
柱所能承受的允许荷载在很大程度上取决于末端条件,对于铰接的细长柱,即使支撑结构中摩擦产生的力很小,也将大幅度增加试件的承载能力。在耐火试验中,试件末端会产生偶然的约束变化,由此可能影响试件的耐火性能。一般来说,使用球形或柱状辊轮连接可实现多向自由连接。
A.2.2 末端轴环条件
末端轴环由包裹在柱的末端周围的混凝土浇铸体组成。对末端轴环进行养护,使其与试件达到相似的干燥平衡条件,以避免在试验中产生剥落、过多的蒸汽或冷却效果,这一点很重要。
A.3 荷载
柱应在其常温设计的条件下进行加载和支撑条件的试验,在实际火灾中,末端移动或荷载有可能发生变化,通常这些变化不可能在试验中复现。
如果在实际应用中能够确定加载和支撑条件,并且能在试验炉中复现这些条件,应使用这些条件计算试验荷载。
当实际使用的末端条件不可能复现时,可将代表性的试验条件理想化,计算试验荷载时可使用这些理想化的条件,同时还应考虑所使用的固定方式。
A.4 温度测量
试件热电偶的分布应能有助于尽可能多的获得有用的试验柱温度分布数据信息。
当使用复合结构时(如钢管内填充混凝土),测得独立部件的温度以及整个结构体的温度梯度非常有用,并可用于对数据进行进一步的评价。
可使用热电偶测量柱和其耐火覆层之间的温度,用此方法得到的数据,借助不同的极限温度,可推知其他材料制成的柱或其他类型的柱使用相同防护材料的耐火性能。
A.5 在试验中柱的变化
垂直构件的轴向变形可根据热膨胀,构件的干燥收缩,强度降低或有效横截面积的减小来体现。
结构钢柱在能够支撑荷载的条件下会随着温度的升高而产生膨胀,一旦其不能支撑荷载,柱在荷载的作用下,局部或整体会发生弯曲收缩。因此测得的柱高度会达到一个极大值,然后减小。
对于钢管混凝土柱的情况较复杂。在柱子承载时,最初的形变和普通的结构钢管相似。当钢柱加热后,它将产生变形,并将荷载传递到混凝土上,同时仍有足够的强度约束混凝土。混凝土继续支撑试验荷载,直至最终无法承受。
木质柱是热的不良导体,初始阶段的膨胀很小,支撑截面上的平均温度也几乎不发生改变。一段时间以后,会发生炭化,横截面积减小,柱子在荷载方向上发生变形。
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