鋼管混凝土構(gòu)件耐火性能研究和測定

采用有限元法對高溫上鋼管混凝土構(gòu)件截面的溫度場進(jìn)行了計(jì)算，提出了高溫下鋼材和混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及其與溫度之間的關(guān)系。采用數(shù)值方法計(jì)算了火災(zāi)下鋼管混凝土軸壓和偏壓構(gòu)件荷載與變形之間的關(guān)系、以及與火災(zāi)持續(xù)時間之間的關(guān)系，分析了各參數(shù)，如鋼材和混凝土的強(qiáng)度、構(gòu)件截面含鋼率、荷載偏心率及構(gòu)件長細(xì)比等對鋼管高強(qiáng)度混凝土耐火極限的影響。最后，提出鋼管混凝土耐火極限及防火保護(hù)層厚度的簡化計(jì)算公式，可供實(shí)際工程設(shè)計(jì)參考。本項(xiàng)目的研究成果也可為國家制定鋼管混凝土防火方面的設(shè)計(jì)規(guī)程提供參考。 2100433B

耐火度的測定方法，除有國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO528）外，各國都有標(biāo)準(zhǔn)方法，但大致相同，都是采用與標(biāo)準(zhǔn)測溫錐相比較的方法。

耐火材料試錐在高溫下的彎倒程度，主要取決于液相與固相的數(shù)量比、液相的粘度變化和高熔點(diǎn)晶相的分散度。通常錐體達(dá)到耐火度時，多數(shù)均含液相約70～80%，液相粘度約為10～50Pa·s，并隨材料不同而異。因此，可以認(rèn)為耐火材料耐火度的高低除與測定條件，特別是與試錐的粒度組成和升溫速度以及某些材料與測定氣氛有關(guān)以外，主要受材料的化學(xué)和礦物組成所控制。對由各種單二組分構(gòu)成的耐火材料而言，主要取決于化合物熔點(diǎn)的高低。而對由多組分構(gòu)成的耐火材料而言，取決于主成分和他成分的數(shù)量比。雜質(zhì)會嚴(yán)重降低材料的耐火度。如對Al2O3，含量在20～80%之間的硅鋁系耐火材料而言，耐火度t 可近似地以Al2O3和雜質(zhì)R 百分含量估算，即t=1580 4.386（Al2O3-R）。因此，欲提高耐火材料的耐火度，必須提高主成分和主晶相的數(shù)量并盡量降低雜質(zhì)。

中國標(biāo)準(zhǔn)（GB7322）與國際標(biāo)準(zhǔn)完全相同，將被測材料磨成細(xì)粉，制成與標(biāo)準(zhǔn)測溫錐形狀、尺寸相同的截頭三角錐，也可直接從耐火制品上鋸取上述的截頭三角錐，與標(biāo)準(zhǔn)測溫錐一起插在一個耐火的底盤上，放在炭阻爐或燃?xì)飧邷貭t內(nèi)，按規(guī)定的速率加熱，視其與標(biāo)準(zhǔn)測溫錐相比較所彎倒的程度，當(dāng)其彎倒至錐的尖端接觸底盤時的溫度（見下圖1所示），即為材料的耐火度，通常都用標(biāo)準(zhǔn)測溫錐的錐號表示。

各國標(biāo)準(zhǔn)測溫錐規(guī)格不同，錐號所代表的溫度也不一致。世界上最常見的是德國的塞格爾錐（Segerkegel），縮寫為SK，如SK35代表1780℃，而美國的奧頓錐（orton） 35代表1785℃。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)測溫錐（ISO）、中國的標(biāo)準(zhǔn)測溫錐（WZ）和前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)測溫錐（ПК）都是一致的，采用錐號乘以10即為所代表的溫度。如ISO176、WZ176以及ПК176均代表1760℃。英、德、美國標(biāo)準(zhǔn)測溫錐號的相應(yīng)溫度見下表。

英國、德國、美國標(biāo)準(zhǔn)測溫錐號相應(yīng)溫度（℃）