附录A(资料性附录)试验方法总则指南
A.1 总则
在实际中,梁一般用于支撑楼板和屋面板。在某些应用中,它们可能与梁组合在一起。此时,构件整体可以按梁进行试验也可以按楼板进行试验,并根据结构的总刚度调整加载。
当需要评定完整性和隔热性时,需要按GB/T 9978.5的相关规定进行附加试验。
评定梁耐火性能时考虑到梁的下面、侧面受火和有时可能上表面受火,但不考虑从梁的两端散热的情况。
本方法适用于通常以梁为主的抗弯构件,该原理也可用于试验其他抗拉构件。
A.2 试件结构
当梁从炉膛内突出时,应保证其对梁的变形没有影响。
试验结构的混凝土密度与热惯性量间有直接的关系,低密度混凝土比高密度混凝土的热传导性低。当采用高密度混凝土保护钢梁时这一点应该注意,因为高密度混凝土和钢间可能会发生较高的热量传导,对减缓试件温度的升高产生影响。这种现象将限制该种试验结果的直接应用。
实际使用中楼板(7.1.2)的宽度,或标准盖板(7.1.3)应足以阻止热气从加载框架通过。应阻止梁在试验时产生的任何变形。
A.3 支撑和加载条件
A.3.1 试件安装到试验炉内
将试件固定在支撑架上以防止其旋转,这可以通过将其固定在支撑架上方的悬臂梁上来实现。固定程度由悬臂和阻止其旋转的力来确定。悬臂的位置是固定的,因此,悬臂施加在加载单元的力根据试件受热程度不同而不同。
A.3.2 加载
当试件的跨度比实际使用短时,同样荷载情况下,试件应力的类型和大小较全尺寸的试件有所不同。跨度较小的特殊截面梁应通过研究确保让在试件上产生的临界应力与全尺寸试件的应力类型相同,并注意由于减少跨度、加大荷载而可能产生过量的剪切应力。这些因素将影响产生所需应力时所采用的加载方式和加载类型。
梁是受弯构件,所以对其进行评定时,简支梁的弯曲是否与实际状况一致是非常重要的。试验中一般不考虑人为设置原因,如,弯应力水平不因需要考虑扭转约束而减少。
A.4 约束和加载条件的影响
对热膨胀、轴向或旋转的约束有多种方法。
准确装置应满足其需要,当试件安装在约束框架内,试件对框架产生的轴向推力不应使框架有变形。在某些情况下可以通过校准约束框架来测量轴向推力。在有些情况下会在试件框架间预留膨胀间隙。由于试件上方或高度方向结构部件的接触或固定,这样的布置同样能对旋转提供约束。
更为准确的办法是由液压千斤顶来提供轴向和与试件相关的约束、测量。
在这些情况下对试件进行试验时,膨胀约束的产生将增大构件的轴向压力。此时这种力会发生在构件的某个截面位置,该力产生的弯曲将会平衡一部分荷载作用产生的弯曲,从而使构件的承载能力和耐火极限相对增加,但当试件出现碎裂或失稳时除外。
A.5 温度测量
试件热电偶的布置应能够确保获得关于试件截面温度的最有用数据信息。
对于组合结构(如在其两边缘间填充混凝土的H型钢梁),组合构件每个部件的温度数据信息以及试件截面的温度梯度都是非常有用的数据信息,可以对这些数据做进一步评定。
热电偶可用来测量梁和保护层间的温度。得到的数据可用于对具有相同材料保护层的其他材料和类似梁的临界温度进行推测。
A.6 试件特性
对于简支的构件,比如梁,其常温下强度是结构中最重要的性能之一。如果试验加载值是根据材料实际强度确定的,那么其应用具有广泛性,而根据材料标准值进行加载得到的数据则不具有广泛适用性。
对于均质材料,在耐火试验前通过常温下的荷载试验就能够获得它的应力/应变关系。常温下的试验加载不应超过材料的弹性范围,因为这将影响屈服强度。其他对耐火极限有重要影响的因素如下:
a)沿梁长度方向的横截面面积变化(建议在几个不同的位置检查);
b)梁的材料密度,包括所有的组合部件,所有的保护层或涂层;
c)平均厚度和全部保护材料的不稳定性;
d)在梁上使用的保护层或涂层等全部吸湿材料的含水量。
在实际中,梁一般用于支撑楼板和屋面板。在某些应用中,它们可能与梁组合在一起。此时,构件整体可以按梁进行试验也可以按楼板进行试验,并根据结构的总刚度调整加载。
当需要评定完整性和隔热性时,需要按GB/T 9978.5的相关规定进行附加试验。
评定梁耐火性能时考虑到梁的下面、侧面受火和有时可能上表面受火,但不考虑从梁的两端散热的情况。
本方法适用于通常以梁为主的抗弯构件,该原理也可用于试验其他抗拉构件。
A.2 试件结构
当梁从炉膛内突出时,应保证其对梁的变形没有影响。
试验结构的混凝土密度与热惯性量间有直接的关系,低密度混凝土比高密度混凝土的热传导性低。当采用高密度混凝土保护钢梁时这一点应该注意,因为高密度混凝土和钢间可能会发生较高的热量传导,对减缓试件温度的升高产生影响。这种现象将限制该种试验结果的直接应用。
实际使用中楼板(7.1.2)的宽度,或标准盖板(7.1.3)应足以阻止热气从加载框架通过。应阻止梁在试验时产生的任何变形。
A.3 支撑和加载条件
A.3.1 试件安装到试验炉内
将试件固定在支撑架上以防止其旋转,这可以通过将其固定在支撑架上方的悬臂梁上来实现。固定程度由悬臂和阻止其旋转的力来确定。悬臂的位置是固定的,因此,悬臂施加在加载单元的力根据试件受热程度不同而不同。
A.3.2 加载
当试件的跨度比实际使用短时,同样荷载情况下,试件应力的类型和大小较全尺寸的试件有所不同。跨度较小的特殊截面梁应通过研究确保让在试件上产生的临界应力与全尺寸试件的应力类型相同,并注意由于减少跨度、加大荷载而可能产生过量的剪切应力。这些因素将影响产生所需应力时所采用的加载方式和加载类型。
梁是受弯构件,所以对其进行评定时,简支梁的弯曲是否与实际状况一致是非常重要的。试验中一般不考虑人为设置原因,如,弯应力水平不因需要考虑扭转约束而减少。
A.4 约束和加载条件的影响
对热膨胀、轴向或旋转的约束有多种方法。
准确装置应满足其需要,当试件安装在约束框架内,试件对框架产生的轴向推力不应使框架有变形。在某些情况下可以通过校准约束框架来测量轴向推力。在有些情况下会在试件框架间预留膨胀间隙。由于试件上方或高度方向结构部件的接触或固定,这样的布置同样能对旋转提供约束。
更为准确的办法是由液压千斤顶来提供轴向和与试件相关的约束、测量。
在这些情况下对试件进行试验时,膨胀约束的产生将增大构件的轴向压力。此时这种力会发生在构件的某个截面位置,该力产生的弯曲将会平衡一部分荷载作用产生的弯曲,从而使构件的承载能力和耐火极限相对增加,但当试件出现碎裂或失稳时除外。
A.5 温度测量
试件热电偶的布置应能够确保获得关于试件截面温度的最有用数据信息。
对于组合结构(如在其两边缘间填充混凝土的H型钢梁),组合构件每个部件的温度数据信息以及试件截面的温度梯度都是非常有用的数据信息,可以对这些数据做进一步评定。
热电偶可用来测量梁和保护层间的温度。得到的数据可用于对具有相同材料保护层的其他材料和类似梁的临界温度进行推测。
A.6 试件特性
对于简支的构件,比如梁,其常温下强度是结构中最重要的性能之一。如果试验加载值是根据材料实际强度确定的,那么其应用具有广泛性,而根据材料标准值进行加载得到的数据则不具有广泛适用性。
对于均质材料,在耐火试验前通过常温下的荷载试验就能够获得它的应力/应变关系。常温下的试验加载不应超过材料的弹性范围,因为这将影响屈服强度。其他对耐火极限有重要影响的因素如下:
a)沿梁长度方向的横截面面积变化(建议在几个不同的位置检查);
b)梁的材料密度,包括所有的组合部件,所有的保护层或涂层;
c)平均厚度和全部保护材料的不稳定性;
d)在梁上使用的保护层或涂层等全部吸湿材料的含水量。
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