[发明专利]一种耐火组合楼板及其耐火性能测试方法

说明书

本发明公开了一种耐火组合楼板及其耐火性能测试方法。耐火组合楼板包括带有闭口中空部的型肋的耐火钢或耐火耐候钢压型楼承板、浇筑于楼承板上的混凝土，楼承板采用无镀层无皮膜的基材制成，混凝土浇筑后上表面刮平进行养护，与楼承板结合成为一体，整体作为耐火组合楼板使用，火灾初期变形延缓，幅度降低，中期高温阶段不崩塌，保持变形力和整体组合效应，火灾后混凝土与楼承板间维持粘结性能不散脱，变形恢复程度及剩余承载力均高于5％，仍具有组合效应和完整性。测试方法包括材料力学性能测试，耐火组合楼板的剪切－粘结性能试验和抗火性能试验，火灾后剩余承载性能试验及剪切－粘结性能检验，合成新的剪切粘－结系数，并归纳防火安全系数。

技术领域

本发明涉及一种耐火组合楼板；本发明还涉及一种耐火组合楼板耐火性能测试方法。

背景技术

近年来，随着高层建筑的发展，钢－混凝土组合板日益得到推广和应用。所谓的组合板，是利用钢材和混凝土的材料和结构特点联合成为整体而共同工作的一种结构形式，目前使用较多的是压型钢板组合板。压型钢板－混凝土组合楼板属于组合结构中的承重水平分隔构件，被广泛应用于高层钢结构和多层钢结构厂房建筑中。压型钢板－混凝土组合楼盖体系在实际工程中分为两种情况：一种是压型钢板只用作施工期间混凝土浇筑用模板，在正常使用过程中不考虑压型钢板的作用；另一种是压型钢板和混凝土形成整体，通过不同材料之间的组合作用(剪力连接)来共同受力。由于第一种相当于普通混凝土楼板，未实现“组合”功能，故工程应用和研究中以后者居多，其压型钢板相当于普通混凝土楼板中的纵向受拉钢筋，因此压型钢板组合板是一种十分合理的结构形式，它能够按其各组成部件所处的位置和特点，充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压性能好的优点，并具有良好的抗震性能、施工性能，这种结构目前被广泛应用于国内外建筑中。

现有的压型钢板楼承板普遍采用镀锌钢板制成，为了防止生锈腐蚀，需要在镀锌钢板的表面进行磷化处理，磷化处理又称皮膜处理，磷酸盐皮膜化成是一种腐蚀反应，将腐蚀成分停留在金属表面，用巧妙的方法利用腐蚀生成物变成一种皮膜，即金属制品的表面形成浸入性的磷酸盐膜层，该膜层与金属本体有良好的结合能力、耐磨性和对涂料的附着能力。但是，在火灾的高温状态下，镀锌钢板受热会导致镀层粘结皮膜气化，进而使得混凝土与钢材粘结的表面分离，因此在高温加载下混凝土会发生爆裂，使得组合楼板发生崩塌。

随着高层和超高层建筑的不断涌现，建筑结构抗火的重要性日益凸显。压型钢板楼承板一般在其中部设有型肋，型肋一般分为闭口型肋和开口型肋，开口型肋底部具有较大的开口，开口导致型肋内部直接与环境空气接触，一旦发生火灾，则楼承板的下部会与明火及高温空气接触迅速导热，钢结构的强度会随着温度的升高急剧下降，屈服强度降低，弹性模量明显下降，进而会影响随后的温度变形和应力分布，裸装开口型肋楼承板的下表面和肋顶部位的温度在受火30min时可达到600℃左右，最终影响建筑的结构稳定性，使其不能达到设计使用年限，严重影响建筑的安全和使用寿命。为了防止火灾给钢结构造成破坏，一般采用防火涂料和防火屏蔽对钢结构进行处理，但是上述处理不仅费工费料而且对环境有污染，甚至目前对于楼承板这类特殊的钢结构普遍没有进行防火处理，因此存在火灾安全隐患。

我国现行规范对结构进行抗火设计，首先需要确定结构的耐火等级。根据最新的国家标准《建筑设计防火规范》GB50016－2014，各类建筑由于其不同属性和所需要的安全评级(与楼高、楼层数等相关)，具有不同的耐火等级。耐火极限则对应了不同结构和构件所需要的耐火极限(耐火时间)。楼板作为水平分隔作用的承重构件，需要满足隔热性(背火面温度限值)、完整性、稳定性及承载能力(变形条件限值)三个条件。