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    鋼材的耐火性能如何?

           建筑鋼材可分為鋼結構用鋼材和鋼筋混凝土結構用鋼筋兩類.它是在嚴格的技術控制下生產的材料,具有強度大、塑性和韌性好、制成的鋼結構質量輕等優點.鋼材在高溫下的物理力學性能鋼材屬于不嫩燒材料,可是在火災條件下,裸露的鋼結構會在十幾分鐘內發生倒塌破壞。因此,為了提高鋼結構耐火性能,必須研究鋼材在高溫下的性能。

           在建筑結構中廣泛使用的普通低碳鋼在高溫下的性能如圖3-4所示??估瓘姸仍?50-300℃時達到最大值(由于藍脆現象引起);溫度超過350℃.強度開始大幅度下降,在500℃時約為常沮時的1/2.600℃時約為常溫時的1/3.屈服強度在500℃:時約為常溫的1/2。由此可見,鋼材在高溫下強度降低很快。

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           普通低合金鋼是在普通碳素鋼中加人一定量的合金元素冶煉成的。這種鋼材在高溫下的強度變化與普通碳素鋼基本相同,在200-300℃的溫度范圍內極限強度增加,當溫度超過300℃后,強度逐漸降低。

           冷加工鋼筋是普通鋼筋經過冷拉、冷拔、冷軋等加工強化過程得到的鋼材,其內部晶格構架發生崎變,強度增加而塑性降低。這種鋼材在高溫下,內部品格的崎變隨著溫度升高而逐漸恢復正常,冷加工所提高的強度也逐漸減少和消失,塑性得到一定恢復。因此,在相同的溫度下,冷加工鋼筋強度降低值比未加工鋼筋大很多。當溫度達到300℃時.冷加工鋼筋強度約為常溫時的1/3; 400℃時強度急劇下降,約為常溫時的1/2; 500℃左右時,其屈服強度接近甚至小于未冷加工鋼筋在相應溫度下的強度。

           高強鋼理用于預應力混凝土結構.它屬于硬鋼.沒有明顯的屈服極限。在高溫下,高強鋼絲的抗拉強度的降低比其他鋼筋更快。當溫度在150℃以內時,強度不降低;溫度達350℃時.強

    度降低約為常溫時的1/2; 400℃時強度約為常溫時的1/3;500℃時強度不足常溫時的1/5.

           預應力混凝土構件,由于所用的冷加工鋼筋和高強鋼絲在火災高溫下強度下降明顯大于普通低碳鋼筋和低合金鋼筋,因此耐火性能遠低于非預應力鋼筋混凝土構件.

           鋼材在一定溫度和應力作用下,隨時間的推移,會發生緩慢塑性變形,即蠕變.蠕變在較低溫度時就會產生,在溫度高于一定值時比較明顯,對于普通低碳鋼這一溫度為300-350℃,對于合金鋼為400 - 450℃ .溫度愈高.蠕變現象愈明顯。蠕變不僅受溫度的影響.而且也受應力大小影響,若應力超過了鋼材在某一溫度下屈服強度時,蠕變會明顯增大。

           高溫下鋼材塑性增大,易于產生變形.    鋼材在高溫下強度降低很快,塑性增大,加之其導熱系數大是造成鋼結構在火災條件下極易在短時間內破壞的主要原因。為了提高鋼結構的耐火性能,通??刹捎梅阑鸶魺岵牧?如鋼絲網抹灰、澆筑棍凝土、砌磚塊、泡沫混凝土塊)包覆、噴涂鋼結構防火涂料等方法對鋼結構進行保護。


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