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1、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,热物理参数,平衡含水率,保护材料分类,一、保护材料的性质及分类,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
2、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
3、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
4、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,目 录,上一页,下一页,返 回,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？,