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钢结构在火灾中的失效分析
发布者:广州百事化工有限公司 发布时间:2013/9/6 16:43:59 阅读:790

钢材的力学性能对温度变化很敏感。当温度升高时,钢材的屈服强度,抗拉强度和弹性模量的总趋势是降低的,但在200以下时变化不大。当温度在250左右时,钢材的抗拉强度反而较大提高,而塑性和冲击韧性下降,此现象为“蓝脆现象”。当温度超过300时,钢材的屈服、抗拉强度和弹性模量开始显著下降,而塑性伸长率显著增大,钢材产生徐变。当温度超过400时,强度和弹性模量都积极降低,达600时,它们均接近于零,其承载力几乎完全丧失。因此,我们说钢材耐热不耐火。

当发生火灾后,热空气向构件传热主要是辐射、对流,而钢构件内部传热是热传导。随着温度的不断身高,钢材的热物理特性和力学性能发生变化,钢结构的承载能力下降。火灾下钢结构的最终失效是由于构件屈服或屈曲造成的。

钢结构在火灾中失效受到各种因素的影响,例如钢材的种类,规格、荷载水平、温度高低,升温速率、高温蠕变等。对于已建成的承重结构来说,火灾时钢结构的损伤程度还取决于室内温度和火灾持续时间,而火灾温度和作用时间又与此时室内可燃性材料的种类及数量、可燃性材料燃烧的特性、室内的通风情况,墙体及吊顶等的传热特性以及当时气候情况(季节、风的强度、风向等)等因素有关。火灾一般属意外性的突发事件,一旦发生,现场较为混乱,扑救时间的长短也直接影响到钢结构的破坏程度。

钢结构的防火方法

钢结构由于耐火性能差,因此为了确保钢结构达到规定的耐火极限要求,必须采取防火保护措施。通常不加保护的钢构件的耐火几下仅为10-20min

1.钢构件的耐火极限的确定

1)耐火极限的概念

就钢结构整体的耐火极限而言,定义为:建筑确定的区域发生火灾,受火灾影响的有关结构构件在标准升温条件下,使整体结构失去稳定性所用的时间,以小时计。

钢构件的耐火极限定义为:钢构件受标准升温火灾条件下,失去稳定性、完整性或绝热性所用的时间。一般以小时计。

失去稳定性是指结构构件在火灾中丧失承载能力,或达到不适宜继续承载的变形。

失去完整性是指分隔构件(如楼板、门窗、隔墙等)一面受火时,构件出现穿透裂缝或穿火孔隙,使火焰能穿过构件,造成背火面可燃物起火燃烧。

失去绝热性是指分隔构件一面受火时,背火面温度达到220,可造成背火面可燃物(如纸张、纺织品等)起火燃烧。

可见,钢结构上涂刷防火涂料是必须的,否则会导致不必要的损失。

 
 
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