钢结构耐火保护层厚度计算

钢结构耐火保护层厚度计算 一、保护材料的性质及分类二、钢构件温度计算三、保护材料厚度计算四、外国规范钢构件温度计算简介五、影响保护层厚度的因素六、例题研究

一、保护材料的性质及分类 热物理参数平衡含水率保护材料分类

1、热物理参数（） ＃防火保护材料的热物理参数应通过试验确定。＃这些参数一般都是温度的函数，在选定的温度范围内，可取其平均值来计算。＃无实测条件时，可采用表2-3中数值

2、平衡含水率 含水率随空气含水率变化，当湿法生产的材料在大气中放置很长时间后，其含水率不再变化，称为平衡含水率。如无实测数据，可采用表（2-3）数值

3、保护材料分类（吸热能力，含水率） 轻型材料：吸热能力较小可忽略判定条件：吸热材料，不满足上式。计算构件温度时应考虑其吸热影响请特别注意：同一种材料，同一种厚度，用于不同的构件，可能属不同的类别；相同的材料，相同的构件，不同的厚度可能类别不同。

干保护材料：不计含水量对构件温度的影响 判定条件：含水材料：不满足上式时。计算构件保护层厚度时应考虑含水量的影响请特别注意：同一种材料，不同的厚度，其类别可能不同。

二、钢构件温度计算 • 假定 • 导热方程的建立 • 导热方程的简化

1、假定 （1）保护材料外表面的温度等于试验炉内平均温度，即标准耐火试验给出的温度，内表面的温度等于钢构件的温度（2）由外部传入的热量全部消耗于提高构件和保护材料的温度，不计其它热损失（3）构件截面温度均匀分布（4）保护层厚度内温度线性分布

2、导热方程的建立 钢构件的传热是连续非稳态传热，现人为地把时间坐标离散化，在微小时间增量内，可认为构件温度和炉温保持不变保护材料厚度较小，可看作均质平板的稳态传热，由付立叶定律：热流强度：在时间增量内，通过保护材料传入构件单位长度内的总热量

相应地,炉温上升为，单位长度构件吸热为 按稳态考虑，保护材料内温度线性分布，保护材料吸热为

3、导热方程的简化 忽略第三项

三、保护材料厚度计算 吸热干保护材料厚度计算轻型保护材料厚度计算含水保护材料厚度计算构件截面系数

1、吸热干保护材料厚度计算 称为截面-材料综合系数给定耐火时间和构件的临界温度，通过计算机迭代可解得对应的截面-材料综合系数计算结果列于表2-4

解方程(2-31) 结论: 临界温度升高，值增大，保护层厚度减小耐火时间增大，值减小，保护层厚度增大截面系数增大，所需保护层厚度增大

2、轻型保护材料厚度计算 在上式中,令

3、含水保护材料厚度计算 温度上升到100℃，水分蒸发，吸收的热量大部分用于蒸发水分，而保护材料的温度基本不升高升温曲线与干材料相似，处处滞后时间滞后时间:即水分蒸发所占用的时间

含水保护材料厚度计算步骤 : （1）按式（2-33）或（2-35）确定初定厚度（2）当时，为干材料，即为所求（3）当时，对初定厚度进行修正（4）按式（2-36）求滞后时间（5）对原定耐火时间进行修正，即用代替重查表确定综合系数 (6)以修正后的代入式（2-33）或（2-35）求最后所需厚度

4、构件截面系数 即使同一规格的构件，构造方法不同,截面系数也不同

思考题 1、钢结构保护材料按吸热能力和含水量如何分类？耐火设计中为什么要进行分类？ 2、如何建立钢构件的温升计算方程？其假定有哪些？ 3、钢结构保护材料厚度如何计算？其值与哪些参数有关？ 4、在 [例2-6] 中为什么受力最小的腹杆的保护层厚度要比受力较大的下弦杆为大？目录上一页下一页返回