抗震支吊架的耐火性能

曾緒斌

摘要：文章以給排水管道、通風(fēng)及防排煙管道、電纜橋架等應(yīng)用中的抗震支吊架作為研究對象，通過耐火試驗(yàn)，比較不同結(jié)構(gòu)、不同荷載、不同荷載加施方式下的抗震支吊架的耐火性能差異。著重提出進(jìn)行抗震支吊架的耐火性能測試時，應(yīng)結(jié)合抗震支吊架的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行評價。

關(guān)鍵詞：抗震支吊架;耐火性能;實(shí)際應(yīng)用

抗震支吊架廣泛應(yīng)用于給排水、通風(fēng)、空調(diào)、燃?xì)狻⒐┡⑴艧煛㈦娎|及設(shè)備等工程中。抗震支吊架作為管路系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，既要滿足管路系統(tǒng)承載力要求，又要能抵御地震產(chǎn)生的破壞力，同時還需要有良好的防火功能。現(xiàn)行規(guī)范更多的是對抗震支吊架安裝應(yīng)用、機(jī)械性能等提出要求，并沒有對其耐火性能做出相應(yīng)規(guī)定。如果發(fā)生火災(zāi)，抗震支吊架在火災(zāi)作用下力學(xué)性能會發(fā)生衰減，甚至破壞，易造成管路垮塌，管路系統(tǒng)如通風(fēng)管道就可能成為火災(zāi)傳播的路徑，從而擴(kuò)大火災(zāi)危害;重要的消防設(shè)施如排煙管道或消防排煙風(fēng)機(jī)，也可能因抗震支架的損壞而失去排煙作用，從而增大火災(zāi)危害和消防救援難度。因此抗震支吊架的耐火性能也越來越受到社會的關(guān)注，抗震支吊架的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震支吊架通用技術(shù)條件》GB/T37267-2018要求抗震支吊架在承載重量為20.4kg條件下的耐火極限不低于3h。目前市場上的抗震支吊架質(zhì)量參差不齊，由于應(yīng)用不同，抗震支吊架的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、承載物等差異較大，抗震支吊架的耐火性能與其實(shí)際應(yīng)用緊密相關(guān)，因此有必要對不同應(yīng)用工況下抗震支吊架的耐火性能進(jìn)行研究。

一、試驗(yàn)樣品

文章的抗震支吊架是指具有抗震功能的支吊架系統(tǒng)。按用途劃分，抗震支吊架主要用在給排水管道系統(tǒng)、通風(fēng)及排煙管道系統(tǒng)、電纜槽盒橋架管路系統(tǒng)等。按結(jié)構(gòu)劃分，抗震支吊架主要分為單管抗震支吊架和門型抗震支吊架。根據(jù)承載物不同，抗震支吊架的安裝方式存在差異。對于單根圓形管道如水管，一般采用單管抗震支吊架;對于通風(fēng)及排煙管道、電纜槽盒及管道組件等一般采用門型抗震支吊架。典型安裝方式如圖1所示。

抗震支吊架組成包括螺桿式錨栓、全牙螺桿、螺桿接頭、螺桿壓塊、鋼螺母、限位緊固件、法蘭螺母、連接件、C型槽鋼等。本試驗(yàn)選取單管用抗震支吊架、風(fēng)管用抗震支吊架、電纜橋架用抗震支吊架作為試驗(yàn)樣品。樣品連接件的鋼板厚度為6mm，C型槽鋼截面尺寸為40mm×40mm×2mm，螺桿及螺母型號為M12。

二、試驗(yàn)方案

（一）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T37267規(guī)定抗震支吊架的耐火性能按照標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法 第1部分：通用要求》GB/T9978.1的規(guī)定進(jìn)行測試。耐火試驗(yàn)爐的溫升曲線符合圖2要求。

GB/T9978.1規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)受火條件下的耐火性能試驗(yàn)方法的通用要求。由于不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際使用時，其形狀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、用途、承受荷載各不相同，GB/T9978.1規(guī)定的通用要求并不能涵蓋所有試驗(yàn)條件，因此本試驗(yàn)中抗震支吊架的試驗(yàn)結(jié)果僅代表特定試驗(yàn)條件下的測試結(jié)果。

（二）試驗(yàn)荷載

試驗(yàn)時采用兩種荷載，一種為標(biāo)準(zhǔn)GB/T37267規(guī)定的固定荷載，即20.4kg的荷載。另一種為抗震支吊架實(shí)際使用的荷載。

1.固定荷載

試驗(yàn)樣品如圖3所示。進(jìn)行耐火性能試驗(yàn)時，在樣品與管道連接處施加20.4kg的重物荷載。

2.實(shí)際使用荷載

試驗(yàn)樣品如圖4所示。進(jìn)行耐火性能試驗(yàn)時，根據(jù)抗震支吊架的用途及承載物的不同，在樣品與管道連接處施加與承載物重量相當(dāng)?shù)牟煌奢d。

根據(jù)工程應(yīng)用圖集，選擇抗震支吊架的加載重量。給排水管道重量可參見《室內(nèi)管道支架及吊架》圖集（圖集號03S402），不同型號的單根水管重量見表1。通風(fēng)及防排煙管道重量可參見《金屬、非金屬風(fēng)管支吊架》圖集（圖集號19K112），不同型號的風(fēng)管重量見表2。電纜橋架重量可參加《建筑電氣設(shè)施抗震安裝》圖集（圖集號16D707-1），不同型號的電纜橋架重量見表3。

樣品4、5承載DN80的水管，試驗(yàn)加施荷載40kg;樣品6承載DN100的水管，試驗(yàn)加施荷載50kg;樣品7承載寬500mm的風(fēng)管，試驗(yàn)加施荷載50kg;樣品8、9承載電纜橋架，試驗(yàn)加施荷載100kg。單根水管用抗震支吊架加施集中荷載，通風(fēng)及防排煙管道用抗震支吊架和電纜橋架用抗震支吊架加施均布荷載。

三、試驗(yàn)結(jié)果

（一）試驗(yàn)數(shù)據(jù)

采用固定荷載的抗震支吊架耐火性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4，采用實(shí)際荷載的抗震支吊架耐火性能見表5。

（二）試驗(yàn)分析

對比表1至表3，試驗(yàn)過程中抗震支吊架樣品所施加的荷載比實(shí)際使用時的承載重量更小，試驗(yàn)荷載取值偏保守。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：

（1）試驗(yàn)過程中施加固定荷載的抗震支吊架的耐火性能均能達(dá)到3h，樣品保持較為完整。

（2）按照實(shí)際使用時的承載重量施加荷載，不同的抗震支吊架其耐火性能差異較大。

（3）抗震支吊架用途不同，其結(jié)構(gòu)及受力方式就不同，耐火性能也差異較大。如樣品6和樣品7，施加荷載相同，但耐火時間差異較大。

（4）抗震支吊架的耐火性能個體差異明顯。如樣品4和樣品5均用于DN80的水管，且加施荷載相同，但耐火時間卻迥異。不同的抗震支吊架，可能在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、部件、安裝角度與基礎(chǔ)的連接等存在差異。

（5）抗震支吊架的槽鋼與連接件的連接處，是影響抗震支吊架耐火性能的薄弱環(huán)節(jié)。樣品5和樣品6可能因?yàn)槁菽妇o固不到位，試驗(yàn)過程中連接件從槽鋼中脫落，造成耐火時間較短。

（6）抗震支吊架的耐火性能與荷載大小及荷載施加方式密切相關(guān)。

四、結(jié)語

抗震支吊架根據(jù)用途不同，具有不同的承載物，其承載重量、受力方式均有較大差異。按照實(shí)際使用荷載進(jìn)行耐火試驗(yàn)，不同的抗震支吊架耐火性能差異較大。在評價抗震支吊架耐火性能時，應(yīng)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，充分考慮抗震支吊架的實(shí)際荷載及荷載施加方式，才更能反映抗震支吊架在實(shí)際使用時的火災(zāi)危險(xiǎn)性。

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