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鋼結(jié)構(gòu)在高溫下的性能
2023-06-08 10:03 陜西鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
鋼材是一種不燃燒材料，但耐火性能較差，它的機(jī)械性能，諸如屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和彈性模量，隨溫度的升高而降低，因而出現(xiàn)強(qiáng)度下降、變形加大等問(wèn)題。試驗(yàn)研究表明，低碳鋼在200℃以下時(shí)拉伸性能變化不大，但在200℃以上時(shí)彈性模量開(kāi)始明顯減少，500℃時(shí)彈性模量E值為常溫的50%，近700℃時(shí)E值則僅為常溫的20%。屈服強(qiáng)度的變化大體與彈性模量的變化相似，超過(guò)300℃以后，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線就沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階，在400℃至500℃時(shí)鋼材內(nèi)部再結(jié)晶，使強(qiáng)度下降明顯加快，到700℃時(shí)屈服強(qiáng)度已所剩無(wú)幾。所以鋼材在500℃時(shí) 尚有一定的承載力，而到700℃時(shí)則基本失去承載力，故700℃被認(rèn)為是低碳鋼失去強(qiáng)度的臨界溫度。
火災(zāi)是一種災(zāi)難性荷載，如果把鋼材高于屈服點(diǎn)直至結(jié)構(gòu)最后破壞的強(qiáng)度儲(chǔ)備都考慮進(jìn)去，并考慮在一場(chǎng)火災(zāi)中，結(jié)構(gòu)一般并不承受它的全部設(shè)計(jì)荷載，所以認(rèn)為火災(zāi)招致結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的臨界溫度，將依鋼種和結(jié)構(gòu)的不同而不同，對(duì)由低碳鋼組成的結(jié)構(gòu)大約在500℃至550℃，對(duì)于低合金鋼結(jié)構(gòu)的臨界溫度稍高一些，假定此時(shí)構(gòu)件應(yīng)力大約只是設(shè)計(jì)強(qiáng)度的一半左右。在火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)的溫度可達(dá)900℃至1000℃，所以，鋼結(jié)構(gòu)需要采取防火保護(hù)措施。鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的目的是使結(jié)構(gòu)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠滿足防火規(guī)范規(guī)定的耐火極限時(shí)間。
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