...温度下的力学性能有何变化?提高钢结构防火性能的措施有哪些?_百度...

发布网友发布时间：2024-05-28 12:32

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热心网友时间：2024-06-02 22:21

钢材的物理性质：钢材在正温范围内，温度约在200℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度、屈服点和弹性模量都有变化，总的趋势是强度降低、塑性增大；温度在250℃左右，钢材的抗拉强度略有提高，而塑性却降低，因而钢材呈现脆性，在此区域对钢材再加热，钢材可能产生裂逢。此外，当温度达到250-350℃范围内时。钢材将产生徐变现象，钢材的性能受到不同程度的损伤。
据一些专家对钢材进行温度试验分析，当钢材在升温1h，恒温加热1小时后进行检测，结果是有屈服台阶的16Mn钢筋在900℃以下时的强度和延伸率变化很小，温度达到1000℃时，钢材强度下降10％；无屈服台阶的冷拔低碳钢丝经过2h升温至600℃以下，则强度受到影响不大；而温度在600℃以上时的极限强度下降达40％。
据有关专家对大多数火灾事故现场中构件钢筋的测试结果表明，混凝土保护层爆落的预应力板钢丝受热温度超过600℃，梁柱构件钢筋温度低于600℃，因而，在一般情况下，火灾对钢筋的影响较比混凝土小，对于I、II级钢筋在温度达到900℃以上时才有明显的影响，由于钢筋构件混凝土保护层的作用，通常构件中的钢筋温度低于此值，可以说火灾一般对I、II级钢筋的影响不很大。但是，在600℃以上的高温却使冷却后的冷拔低碳钢丝强度大幅下降40％左右，从中可以说明火灾对预应力钢筋混凝土板的影响较大，由于建筑荷载大部分承重在板上，从而破坏结构的整体性，造成更大的危害。
常见的钢结构防火保护措施有以下几种：
1、外包层
就是在钢结构外表添加外包层,可以现浇成型,也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝,并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂浆以形成保护层,砂浆可以是石灰水泥或是石膏砂浆,也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板,采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。
2、充水(水套)
空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度,水在钢结构内循环,吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环,或由管道引入凉水来取代受热的水。
3、屏蔽
钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内,或将构件包藏在两片墙之间的空隙里,只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。
4、膨胀材料
采用钢结构防火涂料保护构件,这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点,一般不需要添加辅助设施,且涂层质量轻,还有一定的美观装饰作用,属于现代的先进防火技术措施。本文浅谈一下钢结构防火涂料。

热心网友时间：2024-06-02 22:23

1，等效热阻是标准耐火试验得到的一个防火涂料特性值，见GB51249-2017基本公式5.3.1和5.3.2。大意是标准试件在指定荷载下，内部温度由20°C升到540°C时，刷涂一定厚度某涂料时的耐火时间对应的一个值就是等效热阻。标准耐火试验中，涂料性能越好或刷涂厚度越大，则等效热阻值越大。
2，等效热阻和标准耐火试验中标准试件(工36b)的耐火极限(耐火时间)为一一对应关系, 即等效热阻为0.0952时，耐火试验中试件的耐火极限为60min, 等效热阻为0.3165时，耐火试验中试件的耐火极限为150min........
3，截面形状系数是截面表面积与体积之比，大意是相同防火刷涂厚度下，构件形状系数越大，升温越快(耐火时间越短)。
4，相同防火刷涂厚度、相同截面的构件，构件受力越大，耐火极限越短。具体见GB51249-2017第七章。
5，对于厚型涂料，设计需提出耐火极限，以及涂料厚度和等效热传导系数两项指标(等效热阻= 涂料厚度/等效热传导系数) 。对于薄型涂料，设计仅提出耐火极限和等效热阻即可。见GB51249-2017基本公式5.3.1和5.3.2。

6，目前常见防火设计思路大概是：对同一种耐火极限的构件，假定等效热阻后，软件前处理计算各构件的形状系数和临界温度，软件计算分析中考虑构件内力按承载力法及临界温度法计算，后处理中显示不足构件(构件形状系数大且受力较大的构件)。提高等效热阻后，再次计算，直至最不利构件满足为止(此时其余大部分构件计算均有富裕)。
二、常见设计、检验中问题
问题1：设计文件中，只提出要求耐火极限大于XX小时，要求标准耐火试验的耐火时间大于XX小时，对不对？
答：不对。因为耐火试验的构件采用工36b,形状系数142.1。按标准耐火试验的耐火时间所确定的厚度刷涂，会导致实际工程中形状系数大于工36b且受力较大的构件刷涂厚度不足(比如某构件形状系数200，则按工36b标准试验得到的等效热阻会小于某构件经计算所需的最低等效热阻)。
问题2：设计文件中，提出要求耐火极限大于XX小时，同时要求刷涂厚度XXmm，未要求等效热阻，对不对？
答：不对。道理同问题1，会导致实际工程中形状系数大于工36b且受力较大的构件刷涂厚度不足。举例如下：
实际工程中构件甲，设计耐火极限1h，按等效热阻为0.1计算时，防火计算满足。
标准耐火试验中涂料厚度0.9mm，耐火时间60min,等效热阻为0.0952。虽然试件耐火时间60min满足要求，但等效热阻为0.0952<计算热阻0.1，构件甲按此厚度0.9mm刷涂，不能满足设计要求。
标准耐火试验中刷涂厚度1.1mm，耐火时间75min,等效热阻0.1085>计算热阻0.1。构件甲按此厚度刷涂，满足。即该型号的涂料，按试验耐火时间达到75min(注意不是60min)时的刷涂厚度1.1mm，方满足实际工程中构件甲设计耐火极限1h的要求。
问题3：防火涂料型式报告，只提供标准耐火试验的耐火时间，不提供等效热阻，对不对？
答：不对。道理同问题2，会导致形状系数大于工36b且受力较大的构件刷涂厚度不足。比如某工程采用薄壁构件(形状系数较大)，其耐火极限要求1h，在标准耐火试验中，标准试件耐火时间需超过1h才能满足(为达到设计等效热阻)。

热心网友时间：2024-06-02 22:25

普通钢材在温度超过250度以上，就出现蓝脆现象，强度迅速下降，力学性能大的降低。提高结构防火性能的措施有外表喷涂防火涂料，或者用其他耐火材料包裹