钢的耐火结构.doc

近年来, 我国社会经济的发展突飞猛进, 随着经济的不断发展也致使各类建筑业的得到了空前的繁荣,一些大跨度、超高层建筑应运而生。建筑物中运用钢结构种类越来越多,厂房、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。钢结构本身具备自重轻, 强度高, 施工快等独特优点, 因此对高层、大跨度, 尤其是超高层、超大跨度, 采用钢结构更是非常理想。钢结构的快速发展, 在我国取得了不少成就。第一, 钢结构建筑的数量不断增加, 应用范围不断扩大,如: 2008 年奥运主体育场“鸟巢”, 世界第三高度 420 米的上海金茂大厦,具有的深圳赛格大厦 72 层、高度 291 米全部采用钢管混凝土柱, 采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心, 跨度 216 米的公路铁路两用低塔斜拉桥的芜湖长江大桥, 上海宝钢大型轧钢厂房, 咸阳市也建成了西北地区首座钢结构商住楼丽彩广场 C 座,三十二层,建筑高度 98 米,成为现代咸阳的标志性建筑。第二, 钢结构技术不断改进。由于以前钢材使用受限制, 建筑采用传统的模式, 而现在出现了钢管、圆管、钢构混凝土等,要求结构的节点也随之变化,管管相接。材料上,有高强度的钢,厚板钢材, 玻璃, 不锈钢, 钛合金。施工上也有新的工艺。钢结构在我国具有极大的发展空间, 国外钢结构建筑使用钢材占钢材总量的 10% 左右, 而中国仅占 4% 左右, 我 100 千克左右, 日本人均钢材占有量是 400-500 千克, 有一定差距。现阶段我国钢结构建筑只占建筑总量不足 3 %的比例, 发达国家已占 30 %~ 50%。我国钢结构发展具有较大的空间和潜力, 伴随着建筑市场的持续发展, 钢结构的发展将得到进一步的推动。中国处于全面建设的高峰期, 正大量消耗着全球的自然资源。钢结构与混凝土结构相比, 它环保且更利于建筑产业化的发展。钢结构建筑在现代建设中得到了越来越广泛的应用。但钢结构耐火性能低,如何提高钢结构的耐火性能对于建筑的安全性至关重要。二、钢结构建筑火灾特点在加热的情况下, 钢材的力学性能随着温度的升高而变化。一般表现为弹性模量、屈服强度、极限强度随温度的升高而下降, 塑性变形和蠕变随温度的升高而增加。在 200 ℃~ 350 ℃时热轧钢出现所谓的“蓝脆”现象, 此时钢材的极限强度提高而塑性降低, 与其他温度段相比变“脆”。在 500 ℃时,钢的极限强度和屈服极限大大降低,塑性增大。在 450 ℃~ 600 ℃时, 碳化物趋于石墨化和球化。石墨化的产物是由于碳化铁分解, 生成游离的石墨粒的结果。如果加热的温度越高, 时间越长, 钢的含碳量越高, 则碳化物的球化便越剧烈。存在石墨化和球化, 表明钢在高温下弱化了, 力学性能降低。合金材料的加入一般会使钢的上述变化需要的温度提高。试验结果表明:在 200 ℃以内强度变化不明显,屈服强度略有下降, 而极限强度基本没有变化。 200 ℃以后屈服强度随温度升高而降低的速率开始加快。极限强度在 200 ℃~ 300 ℃由于出现“蓝脆”而较常温下略有提高, 300 ℃以后极限强度随温度升高明显降低。在 600 ℃时, 低碳钢的屈服强度和极限强度均只有常温时的 35% ~ 40% , 而碳素钢丝的强度更低。随着温度进一步升高,在 800 ℃时钢