浅谈钢结构抗火设计.docx
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1、浅谈钢结构抗火设计摘要:钢材在一般人看来,是不容易燃烧的,是不用防火的。但是在高温的条件下钢材虽然不会燃烧,但是钢材的刚度和强度会迅速降低。所以,对钢结构进行防火设计是必要的。钢材结构的防火设计必须满足耐火时间大于耐火极限,如何采取有效措施去提高钢结构的耐火时间就是本文研究的关键。关键词:钢结构;防火;设计由于钢结构具有强度高.施工周期短.重量轻等优点,而且钢材还可以再次利用,非常环保,目前在建筑结构中被越来越广泛的使用得到广泛采用, 一直是大跨度.重型.超高层以及动力荷载结构的首选。但是钢材的导热系数特别高,很容易导热,耐火性是它的弱点。而且在高温下,钢材的一些力学性能会发生变化,所以和混凝
2、土比起来钢材建筑的防火设计是关系到人们的人身财产安全,更加要予以重视。 1.钢结构耐火极限 关于钢材的耐火,我们都经常会用耐火极限去划分钢材的耐火等级。所谓的钢结构的耐火极限就是指在标准耐火试验中,标准件从受到火的侵蚀开始到失去稳定性或完整性的这段抵抗火作用的时间。钢结构在高温的作用下,会膨胀但是外部会给其约束,就会产生内力,导致钢材的屈服强度大大下降,当火的温度达到400时,钢材的屈服强度就会减少一半,升到600时,钢材就基本丧失所有的刚度。构件的耐火极限和它本身的属性紧密相关。包括它采用的材料性质.保护层的厚度.构造尺寸.以及钢结构的支撑情况和受火方式等方面都有密切的关系。在较短的时间内火
3、灾就能使钢材达到极限状态以致破坏,在火灾后如何对受火灾的房子进行修补根据的主要是耐火极限。 2.传统意义的钢结构抗火设计 以前建筑结构构件的耐火时间全部都是由试验来确定。该方法基于试验的构件抗火设计总的来说是一种简单.直观的方法,在那个年段起到了一定的作用。工程师在进行钢材的防火设计的时候基本没有结构抗火计算与设计的观念,在进行设计时,都是简单的看一下涉及的结构构件是否满足规定的耐火极限即可。我们进行的实验中是把构件单独拿出来进行施加一定的荷载,然后绘制一定的升温曲线来确定构件的耐火时间,这样做是存在很多问题的。因为在实际当中构件并不是单独的,会受到很多外界的约束,所以试验中受到的力和实际中是
4、不一样的,而且受到的约束也会不一样,受力和约束有一项不同测得的构件的耐火时间也是不准确的。其次,构件受火构件试验中会产生的温度应力也和实际不一样的。结构抗火设计目标的最终目的就是结构的抗火时间不小于或者大于规范规定的耐火时间。可以看出,该试验方法存在很多缺陷。 正是由于传统意义的钢结构抗火设计存在诸多缺点,所以基于计算的现代方法被各个国家纷纷提出来。英国.瑞典等国家通过分析已发生的钢结构建筑火灾案例同时考虑到传统抗火设计的缺点总结出了,有防火保护 的钢结构在火灾发生时的预期的耐火时间并不准确,有的时候没到就破坏,有的时候超了没破坏,所以没有了可以参考的意义。这种现象正是由于构件实验不能真实地反
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