關(guān)于高溫下鋼材的性能參數(shù)匯總

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1、.一、鋼材的物理特性熱傳導(dǎo)系數(shù)是指在單位溫度梯度條件下，單位面積上在單位時間內(nèi)所傳遞的熱量，其單位為W/(mK),W/(m℃)。鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)很大，是導(dǎo)熱性能非常好的材料，因此當(dāng)鋼板的厚度不是很大時，該方向上的溫度梯度接近于零，可按截面溫度均勻分布考慮。鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)隨溫度的升高而遞減，但當(dāng)溫度達到一定程度時(通常為750℃左右)，鋼材熱傳導(dǎo)系數(shù)基本保持不變。歐洲EU3推薦歐洲EU3精確英國BS5950Part8推薦英國BS5950Part8精確《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》(CECS200：2006)鋼材的比熱比熱是

2、指單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高或降低1℃時所吸收或釋放的熱量，其單位為J/(kg℃)或..J/(kgK)。鋼材的比熱較小，并且隨溫度而變化。在溫度725℃左右時，鋼材的內(nèi)部顆粒成分與結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比熱迅速增大，隨后當(dāng)內(nèi)部顆粒成分與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，又迅速回落。ECCS和英國BS5950Part8推薦ECCS和英國BS5950Part8精確歐洲EU3推薦歐洲EU3精確《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》熱膨脹系數(shù)..當(dāng)溫度變化時，結(jié)構(gòu)鋼要產(chǎn)生溫度變形。對于靜定結(jié)構(gòu)而言，若不考慮溫度梯度的影響，鋼構(gòu)件溫度變形不會產(chǎn)生附加內(nèi)力;對于超靜定結(jié)構(gòu)而言

3、，由于溫度變形受到抑制，就會產(chǎn)生附加內(nèi)力，在進行結(jié)構(gòu)分析時，必須考慮這種影響。ECCS和英國BS5950Part8推薦歐洲EU3推薦歐洲EU3精確澳大利亞AS4100《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》(CECS200：2006)二、鋼材的力學(xué)性能國外學(xué)者在曾對結(jié)構(gòu)鋼材高溫下的力學(xué)性能進行了較為系統(tǒng)的試驗研究。B.R.Kirby曾對在一定加溫速率下承受不同荷載的試件進行高溫試驗并得到一系列試件應(yīng)變隨溫度的變化曲線，基于這些試驗結(jié)果，就可以得到高溫下鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。同一時期，在德國曾對17根簡支梁進行了溫度-變形試驗，由此可

4、推斷出材料的屈服點變化，試驗同樣采用恒溫加載或恒載加溫兩種模式進行。以試驗結(jié)果為依據(jù)，許多國家和地區(qū)的試驗抗火設(shè)計規(guī)范（或規(guī)定）中都規(guī)定了自己的高溫材性模型，如ECCS模型,英國規(guī)范BSI模型..,歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會CEN模型,澳大利亞AS4100模型等。由于材性試驗過程中考慮的因素及控制參數(shù)不盡相同，表現(xiàn)為不同的材性模型其高溫屈服應(yīng)力及高溫彈性模量都不一樣，有的甚至差別很大。采用不同的材性模型進行結(jié)構(gòu)抗火分析，分析結(jié)果也有很大差異。屈服強度由于高溫下鋼的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線沒有明顯的屈服極限和屈服平臺，高溫下鋼的屈服強度如

5、何確定，現(xiàn)在國際上也無一致的認識。ECCS采用應(yīng)變?yōu)?.5%時的應(yīng)力為屈服應(yīng)力，而英國規(guī)范則分別給出了應(yīng)變?yōu)?.5%、1.5%、2.0%時的應(yīng)力，根據(jù)保護層對結(jié)構(gòu)變形的要求分別采用。EUROCODE3是以應(yīng)變?yōu)?.0%時的應(yīng)力作為屈服應(yīng)力。ECCS給出的高溫下結(jié)構(gòu)鋼的屈服強度公式為：澳大利亞規(guī)范AS4100采用如下分段公式：陸洲導(dǎo)在試驗基礎(chǔ)上得到的高溫下鋼筋的強度擬合公式為：..清華大學(xué)的呂彤光在試驗的基礎(chǔ)上得到恒溫加載路徑下Ⅰ～Ⅴ級鋼屈服強度的擬和公式為：同濟大學(xué)的唐巍在試驗的基礎(chǔ)上得到的高溫下Q235鋼屈服強度的擬

6、和公式為：建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范(CECS200：2006)中，高溫下普通鋼材的屈服強度可按下式計算:其中—溫度為Ts時鋼材的屈服強度（Mpa）；—常溫下鋼材的屈服強度（Mpa），可按下式確定f—常溫下鋼材的強度設(shè)計值（Mpa）；—鋼材抗力分項系數(shù)，近似取..—高溫下鋼材強度折減系數(shù)。彈性模量ECCS建議采用的方案為式中：E——常溫下的彈性模量，——溫度為時的初始彈性模量，澳大利亞規(guī)范AS4100采用的方案為：陸洲導(dǎo)由試驗數(shù)據(jù)擬合得出的鋼筋在高溫下的彈性模量計算公式為：..呂彤光通過對高溫下鋼筋的力學(xué)性能實驗數(shù)據(jù)擬合得

7、出的初始彈性模量公式為：同濟大學(xué)的唐巍在試驗的基礎(chǔ)上得到的高溫下Q235鋼彈性模量的擬合公式為：建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范(CECS200：2006)中，高溫下普通鋼材的彈性模量可按下式計算其中——溫度（℃）——溫度為時鋼材的彈性模量（Mpa）——常溫時鋼材的彈性模量（Mpa）——高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)...