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1、高温下结构钢的材料特性文献综述·本文对国内外有关高温下结构钢的材料特性的最新研究成果和各国标准规范的规定等,进行了系统的介绍和比较,虽篇幅较长,但对国内开展这方面研究有重要参考价值,特予发表。编者高一—温下结构钢的材料特性蒋首走芝李国强同济大学〕旧关键词结构钢材性高温应力一应变关系徐变】!一二陌一旧比《苗!仪珍颤慨】抓
2、一氏笼毗澎面本文将系统地介绍高温下钢的热力学和△·气·仪二二二,℃、入机械力学性能应力一应变关系模型和徐变’△了、,模型并对各国规范或标准所采用的强度和英国规范‘,采用的热膨弹性模量公式进行概括和比较。胀系数与已建议采用的系数相同。而美‘〕热膨胀系数国钢的热膨胀系数这里的膨胀系数是线采用的热膨胀系数是一个随温度变化,膨胀系数随温度的
3、升高而变化但变化幅的量,。、·一一度不大如图所示伍份大‘,,给出的簇℃钢的热膨胀与温升关系的拟合公式为日本采用的热膨胀系数为〔闻一’一八通、,八“△’一’斗均·仔入’△了了天一了℃澳大利亚规范采用伙△一式中钢的温度升高℃℃△由
4、于温度升高引起的构件的伸长℃簇双田℃通过对试验结果的分析,升温前构件的长度后指出闻钢的热膨胀系数随温度的变化而,建议采用的热膨胀系数为变化但变化规律不完全是随着温度的升高而升高试验结果表明,在℃一℃左右,既伪以无卯丫,文献综述钢的温度,钢的平均热膨胀系数随温度的温度达到℃左右时,又开始膨胀,平均,,。升高而增大但在温度到达℃左右时热膨胀系数开始回升表及图这种现象,“”。构件在原有伸长的基础上出现缩短现象当称作相变现象
5、霆温空汇’构了,温度口图“”钢的热膨胀与温度的关系艾习图中低碳钢在相变温度范围的热膨胀表钢的平均热膨胀系数与温度的关系钢类在下列温度范围内的平均热膨胀系数℃含一一一〕一粼】〕一刃一日洲刃一《洲〕一以一侧一石名!石巧名!∀∃#%!肠,##名研
6、!∃%∃&乃,.石石#∀∃%巧的由于一般的钢结构的临界温度都在用的膨胀系数比其它方案的值明显偏小。对700℃以下,“相变”现象对结构反应分析没照表1中的数值并考虑到火灾下钢的温度一有什么影响。,火灾时下翼缘,,但有些工字梁般都超过30℃可以看出EC璐(常数)的温度比上翼缘的温度高得多,这时下翼缘和日本(随温度变化)所采用的热膨胀系数“”。就有可能进人相变的温度范围有必要考与表1符合较好。虑其影响。2钢的比热容(C)中国钢结构规范〔。规定的,常温下钢
7、的膨钢的比热容随温度的变化较大近似可:,、二1.一·二一〔”:胀系数为常数2xl0乒m/(扭℃)国内用卜式表示,一’一2在进行钢结构抗火分析(〔5〕等)时=38x10x钢的热膨C+2010天+470Tsz、.一s·。::·=x胀系数一般取常数1410m/(功℃)J/劝(7)(kg,陆洲导〔川在进行钢筋混凝土抗火分析时钢EC〔,,nda璐建议和BSI旧对tishSta此筋的热膨胀系数采用:Institution)规范〔2,:Cs二均采用常数,;.Xx10一6·=·11+0o3℃)(6)(蜀m/(m520」八kg℃)〔:以上各方案所采用的结构
8、钢的热膨胀系日本采用14),,一4.数的比较如图3所示由图可见各方案的热C=483+802火10公J汉kgoC)(8),尤其是,膨胀系数相差较大美国NFPA所采由图4可看出日本所采用的比热容计
