耐火耐候钢在建筑结构中的分析研究及应用.pdf

耐火耐候钢在建筑结构中的分析研究及应用 欧蔓丽曹伟军 摘要 钢结构建筑必须进行防火和防腐蚀 的保护“ 耐火耐候钢能够提高钢材的高温强 度和抗腐蚀性能 本文综述了国内外耐火耐 候钢的发展研究应用情况“并且从经济对 比的分析中展望了耐火耐候钢的发展前景 关键词 钢结构 防火 腐蚀 耐火耐候钢 中图分类号T U 5 1 1 . 3 8 文献标识码B 文章编号1 0 0 8 - 0 4 2 2 2 0 0 6 0 4 - 0 1 8 3 - 0 4 收稿日期2 0 0 6 - 0 3 - 0 9 作者简介欧蔓丽“女 s/ MP a 2 1 7 2 1 0 2 0 4 拉伸试验冲击试验 表2 W G J 5 1 0 C 2与国外部分耐候钢力学性能比较 国别 中国 美国 日本 钢号 WG J 5 1 0 C 2 C O R - T E N A S P A - H S P A - C 试验板厚 mm 1 6 1 6 1 2 . 5 6 屈服点 ’Mp a 3 2 5 3 1 5 3 0 5 3 5 0 3 6 0 抗拉强度 ’Mp a 3 2 5 3 2 5 3 2 5 3 2 5 3 2 5 延伸率 1 9 1 8 1 5 冲击功 ’0 J 4 7 冷弯试验 ’1 8 0 A D a D 3 a D 3 a D 3 a 力学性能 表3马钢Q 3 4 5级耐火钢的性能 Bs/ MP a 3 4 5 Cb/ MP a 4 7 0 - 6 3 0 Ds/ E 2 2 Fs/ Gb 1 6 mm Js’6 0 0 K/ MP a 2 3 0 冲击功 ’2 0 L/ J 3 4 室温拉伸性能 1 8 5 仍然满足规定的要求 目前国内许多钢厂都在积极进行新一 代高性能的耐火耐候建筑用钢的研制和生 产“这能够满足国内钢结构日益增加的发展 6耐火耐候钢与普通涂层钢材的经济 对比 耐火耐候钢主要是采用C uN iC r S iPN b等多种合金元素“以提高钢材的耐 火耐候的性能但是合金元素的应用必然提 高钢材的生产成本表5 虽然耐火耐候钢的生产采用了多种合 金元素“提高了钢材的成本“但是房屋骨架 中的普通钢材在抵抗火灾和防腐蚀时“必须 进行拟定的保护措施“传统的喷涂复合涂 层外保法等防护措施不仅延长工期提高 建筑成本增加建筑重量“而且施工也不很 方便表6 因此耐火耐候钢不仅经济节约“而且施 工简单节约工期“并且具有良好的力学和化 学性能“是钢结构建筑首选的高耐火性高耐 候性环保型的新一代钢材 7结束语 随着建筑业的发展“钢结构在各类结构 中应用得越来越广泛 随着合金化技术的研 究改进“ 加入一定C uN iC rS iPN b等 多种合金元素的钢材可以达到高耐火性高 耐候性能耐火耐候钢在施工时“可以不用或 者采用薄涂型涂料“ 这样不仅可以大大的节 约维护的成本缩短施工周期“而且还可以减 少结构的自重“ 增加了建筑在火灾情况下的 安全性在腐蚀环境下的耐腐蚀性能耐火耐 候钢对降低建筑总成本“ 增加建筑的安全性 能“具有非常明显的经济和社会效益随着耐 火耐候钢的不断改善和研发“ 它的优势会越 来越明显“在建筑业会得到更加广泛的应用 参考文献 [ 1 ] A s ifU s ma n i“F ir er e s is t a n c ed e s ig no f s t e e l a n dc o mp o s it es t e e l s t r u c t u r e sin t h eU Ka n dE U R O P E“P r o c e e d in go f t h e T ia n jinWo r k s h o p o n S t r u c t u r a lE n g i- n e e r in gf o r F ir eR e s is t a n c e“T ia n jin , 2 0 0 2 [ 2 ]么达.钢结构抗火设计研究.硕士学位论 文.天津大学. 2 0 0 3 . [ 3 ]李国强“蒋首超“林桂祥.钢结构抗火设计 与计算[ M] .中国建筑工业出版社“2 0 0 0 . [ 4 ]甄毅.钢结构防腐及耐候钢在建筑工程 中的应用[ J ] .工业设计与建设“2 0 0 51 4 1 4 4. [ 5 ]李国强.多高层建筑钢结构设计[ M] .中国 建筑工业出版社“2 0 0 4 . [ 6 ]国家标准管理组等.建筑防腐蚀材料设计 与施工手册[ M] .北京化学工业出版社“ 1 9 9 6 . 作者单位湖南工业大学土木系 表4耐火钢的技术指标 规格/ mm 1 6 1 6 3 5 3 5 “5 0 5 0 Re lMp a “3 4 5 “3 2 5 “2 9 5 “2 7 5 RmMP a 4 9 0 6 5 0 4 7 0 6 3 0 A / “2 0 “2 0 Re l/ Rm 0 . 8 0 0 . 8 0 弯曲1 8 0 o D 2 a D 3 a D 3 a D 3 a Ak v/ J “3 4 “3 4 6 0 0 Re l/ MP a “2 3 0 “2 1 7 “1 9 7 “1 8 3 表5一般耐候钢的合金元素成分等含量的范围 合金元素 C u N i C r S i P 最低 0 . 0 0 5 0 . 0 5 0 . 1 0 0 . 1 0 0 . 0 1 最高 0 . 4 9 1 . 1 0 1 . 3 0 0 . 6 4 0 . 1 2 含量 表6普通钢结构和耐火耐候钢结构防护成本对比 耐火时间/ h 1 2 3 普通钢 1 5 2 5 3 5 耐火耐候钢 不用 5 7 普通钢 2 5 . 2 4 2 5 8 . 8 耐火耐候钢 0 8 . 4 1 1 . 8 防火厚度涂层/ mm防火涂料费用/ 元/ m2钢表面 1 8 6