钢质防火门失去耐火完整性问题分祈及改进措施的研究.pdf

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门窗专
钢质防门失去耐完整性
问题分断及改进措施的研究
张强
青岛理工大学(临沂)
滕彦周扬崔秋鹏于广和张存祥山东省产品质量监督检验研究院
摘要:本文对耐火试验中钢质防火门失去耐火完整性的原因进行了分析,提出了钢质防火门耐火性能试验中门扇的变
形机理,并对如何改进钢质防火门的耐火完整性进行了研究。銍试验证明,改进措施很好地提高了钢质防火门的耐火完整性能。
关键字:钢质防火门;耐火完整性;变形杌理
Abstract: Analyzed the reasons of the fire resistant steel doorsets loss of fire integrity in this paper. Showed the deformation
mechanism of the fire resistant steel doorsets in fire resistant test, and studied the problem of fire integrity of the fire resistant stee
doorsets. The tests proved that the improvement could improve the fire inte rity of the fire resistant steel doorsets
Key words: fire resistant steel doorsets, fire integrity, deformation mechanism
1引言
不当,过大的变形会导致框一扇、扇一扇间发生错位,
火门是一种在规定时间内能满足耐火隔热造成门缝密封失效烧穿,失去耐火完整性。
性和完整性的防火分隔构件,它除了具有普通『]的
对于单扇『门,]扇中的一个立边采用铰链与门
功能外,还具有防火、隔?、阻挡高温的特殊功能,框连接,受铰链约束,框一扇在该处不会产生明显错
普遍使用在高层建筑、医院、宾馆、车站、影劇院等位。而另一边仅采用防火锁与门框连接,上下两边
重要的公共建筑中,用量大,应用范围广泛,在防火则与门框无连接,相对门框内凹变形过大的门扇
工作中起着重要作用。防火门的耐火性能是其质量在锁连接点受门框止口和锁约束,无法向受火面
好坏的一个重要指标,根据CB12955-2008《防火推进,其结果必然导致上下炳角外翘造成框一扇错
门》标准要求,防火门耐火性能主要有耐火完整性位(如图1所示)。
和耐火隔热性两个指标。在实际检验过程中,钢质
防火门耐火试验中耐火完整性不合格占很大的比
率,如何有效提高钢质防火门耐火完整性能是亟待
解决的问题。
2钢质防火门失去耐火完整性问题分析
2.1钢质防火门失去耐火完整性的形式
钢质防火门的主结构采用钢板制作,钢材属于
良导体,其热膨胀系数很大,在单面受火的情况下
门框整体结枃不会庐生较大变形,而门扇两面过大
的温差会导致较大的弯曲和扭出变形,若结构处理
图1
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对于双扇门(含子母门,以下同),门扇问带止至背火面由无数层相互连接构成,若温度自受火面
口,启闭应有顺序,其后开的门扇上下两角采用防至背火面均匀递减,相邻层间温差较小,温差的存
火插销与门框连接,称为“相对固定门扇”,先开的在导致热伸长出现差异,相互的连接使温度较高层
门扇称为“相对开启扇”,两门扇各有一立边分别采受压,温度较低层受拉,层间存在剪应力。该力的存
用铰链与门框连接,受铰链约束,框-扇铰链连接边在导致门边弯曲。随门边的弯曲,层间几何长度差
不会产生明显错位,且门扇变形量与门框趋近,明异与温度差异引起的长度差异趋近,内应力降低,
显减小。而扇一扇对缝处,相对固定扇除上下炳端受直至平衡。
框约束外,别无约東点,因此明显内凹。相对开启扇
对于门扇边缘钢结构的连接部位,由于钢板不
则仅在对缝边中点采用防火锁与相对固定扇连接,连续,致热量传递受阻,发生温度突变。连接点愈
上下两边与!框无任何连接,弯曲变形与相对固定稀、接触面愈小,突变量愈大,断热可造成更大的突
扇相似。随门病弯曲变形不断加大,扇-扇对缝间隙变量。温度突变量的存在,导致连接部位产生热应
不断扩大,尤其是在对接缝的中点更为严重。当对力,热端受压、冷端受拉。温差愈大,热应力愈大,热
缝间隙超出扇一扇搭接范围时,密封失效。失去密封应力的存在加大了结构弯曲变形。
的门缝,热气流外溢,外溢的热气流改变了该处门3改进措施
扇边缘的温度分布,进一步加大了门扇弯曲变形
通过以上分析我们得出,减小门扇变形量的措
量,使门缝间隙进一步扩大。当裂缝达到一定值时,施主要应从两个方面着手:一是减小边缘钢结构的
就会失去耐火完整性(如图2所示)。
变形量、降低其弯曲刚度,切断门扇边缘热传递路
线;二是釆取措施,提高边缘夹芯的弯曲刚度、抗弯
强度,以加强其平抑钢结构变形的能力
3.1减小边缘钢结构的变形量及降低其弯曲刚度
的措施
a)若边框采用面板直接弯边构成,宜采用背火
面面板弯边(如图3所示),以降低边框热端温度,
减少其受热自由弯曲变形量;受火面面板边缘弯折
宽度应尽量小,与边框连接宜采用胶接,适当加焊
点以防胶层剥离;焊点间距应尽量大些,以降低面
图2
板边缘的受压临界应力,减少热应力和由其引起的
2.2钢质防火门扇在耐火试验中的变形机理
变形
钢质防火门门扇中部,由于受热面板与夹芯分
背火面
背火面
离,分离后的面板和夹芯不能构成结构,其变形不
存在一致性。造成该部位门扇弯曲的主要原因是夹登火面板辺?ン
背火而板弯边
芯的弯,夹芯材料热膨胀系数远小于钢材,受热
弯曲变形相对较小,所以,门扇中部在耐火试验中
受火面
受火面
弯曲变形量相对较小。钢质防火门变形主要体现在
图3背火面面板弯边
门扇周边、门扇边缘及门扇边缘钢结构连接部位。
b)若边框采用受火面面板和背火面面板分別
对于门扇周边部分,两面板与边框构成槽型结弯边而后相互通过焊接或胶接连接在一起构成(如
构,夹芯填充在槽内。在耐火试验中,外部钢结构穹图4所示)。连接应以胶接为主,适当加焊点以防剥
曲变形趋势较大,内部便质夹芯相对较小,相互间离;焊点间距应尽量加大,以确保受火胶层失效时,
起约束作用。了扇在该处的弯曲变形量取决于两者焊点问受火面面板边缘能尽早局部失稳,降低热应
的刚度差异。钢结构刚度愈大,门扇变形愈大。夹芯力和由其引起的变形;连接部位,受火面面板边缘
刚度愈大,门扇变形愈小。
应搭在背火面面板边缘的外面,以减少其側向约
对于门扇边缘钢结构,我们可认为其自受火面束,进一步降低其临界应力;
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