钢材在不同温度下力学性能有何变化?提高钢结构防火性能的措施有哪些

如题所述

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。
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第1个回答  2014-12-13
300摄氏度会变软,600摄氏度会融化,911时世界贸易中心大楼就是因为火灾塌的
防火保护措施
一、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泵以形成保护层,砂泵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。
二、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。
三、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。
四、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。

目前,高层钢结构建筑日趋增多,尤其是一些超高层建筑,采用钢结构材料更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故,火不是在短时间内就能扑灭的,这就要求我们在建筑设计时,加大对建筑材料的防火保护,以增强其耐火极限,并在建筑内部制订必要的应急方案,以减少人员伤亡和财产损失
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