《5  材料特性 ！ 《 ： 5.1》 ， 钢 材 — 《 5.1.1 】 本条规定了高温】。。下钢材的物理—。特性：参数取值高温下【钢材的热膨》胀系数、热传导【系数和比热等—随温度？的不同会有一—定的变化[式（1）！～式（？4，）]：本规范取这些—参数在高温下的平均！值 —    《 钢材的《物理特性主》。要取决于钢材的化学！组分：加工工艺、加—。工过程对其》影响较小《。钢结构工《程中：常，用的碳素结》构钢：（，低碳钢、中碳钢【。。、高碳钢《）和低合金结构钢】等所含的碳》元素、？合金元素的比—例都很小基本上【小于或等于》5％；耐《火钢的合金》元素稍？。高于低合金结构钢】因此：。。这些钢材《的高：温物理特性基本相同！。 ？ ？  ： ， ，（1） 结构钢【的热：膨，胀变形率《△l／l《 ， ！ 式中《Ts钢材的》温度（℃） 】 ，    》 （2） 结构钢】的热：膨胀系？数a：s [m/（m【·，℃）]:《 ： 《 ， ， ， ，。     （3）！ ，结构钢的热传导【系数λs[W/【（m·℃）]— ： — 《    （4—） 结构《钢的比热Cs—。。[J/（《kg·？℃）] 》 ： 《     （！5）结构《钢的泊松比V—。s — Vs=0.3 】（5） — ： 5.1.2、【5.1.3  这】两条规定了高—温下结构钢的—强，度设计值和弹性模量！ ？ ？ ，   在本规范【中如无特别说明【结构钢是指钢结构】工，程中大量应用的具有！屈服平台的低碳结】构钢和？低合金结构钢—包括Q235钢、Q！345钢、》Q390钢和—Q，。420钢等与高温下！钢材的物理特性不同！钢材的生产工艺、】加工过程等对—高温：下钢材的力学—性能有较《大的影响并且高温】对高强度钢》、高强度螺栓、高强！。度钢绞线《、钢索的强》度影响要显著地【大于结构钢式（【3）不适用这些钢材！ ：   —  结构钢在高【温下的力学性能【有如：下特点（图》3） 】 《 图？。3 ASTM— A3？6钢的高《温应力-应变—曲线：。 ，  —   （1） 钢材！的屈服强度和弹【性模量随温度升【高而降低《且屈服台阶变得【越来越小；温度【高于3 00℃后已！无明：显，的屈服平台 】     【（2） 钢材—的极限？。强度基本上》随温度的升高—而降低但在18【0℃～370℃温度！区间内极限强度有】所提高？塑性和韧性下降【（即出？。现“蓝脆《现象”？） ：。。 《     （3） ！温度高于40—。0 ℃？后钢材的强度与弹】性模量开始急剧【。下降：；温度达到650】℃时钢材已基本丧】。失大部分强度温度】高于300℃后钢材！已无屈？。服段因此需要—指定一个强度—作为钢材的名—义屈服强度》通常以一定量的【塑性残余应变（【称为名义应变）所对！应的：应，力作为钢材的名【义屈服强度（图4）！常温下一般取—0.2％应变—作为名？。义应变而在》高温下名义应—变取值尚无一致的】标准 】 ： ， 图4 钢【材高温？名义 屈服》强度定？义 》   《  （1） 欧洲】。钢结构协会标准钢】结构防火-》欧洲钢结构防火【设计手册规定当温度！。大于400℃时【以0.5％应变【作为名义应》变当温度低》于40？0℃时则在0—。.2％？ （20℃时）和0！.5％应变之—间按线性插值确定】[，Eur？opean Co】nvention】 fo？r C？onstructi！o，n，al Steel】work （ECC！S）,？。Te：ch：nic？。al： C：o，m，mittee 【3-Fire— Safe》ty： of Steel！ ，Struc》t，u，res, De【sign Ma【nual o—n the —E，u，ropea》。n Recom【menda》tions —for th—e Fire 【S，afety of】 Ste《el S《tr：。uct？ures1st E！d，ition,—1985.》]钢梁、钢柱耐【火试验？表明按上述方法【确定的？名义应变值》过于保？守， 《     （2）！。 ，英，国国家标准建—筑钢结构《。 ， 第8部分耐火设】。计实施规《范规定了三个名【义应变水平》的强度以适》应各类构件的不同要！求即2％《应变适用于有—防火保护的受弯组】合构件；1》.5％应变适用于】受弯钢构《件；0.5％应变】适，用于除上述》两，类，以外的构件（Bri！tish Sta】ndar《d，s Ins》titu《tio？n，,BS 59—50,The 【。Structu【ral Use 】。of： Steelwor！k in《 Building！s,Part 【8:Code of！ Practice！ ，for 《Fir？e Resi—stant —Design19】90：.）  ！ ，  （3） 欧洲】标准钢结构》。设计 第《1.2部《分结：构防火设计则—取2％应变作—为名义应变》。来确定？钢材的？名义屈服强度（E】ur：ope？an Commit！。tee 《for St—andar》diz？at：ion,EN 1】99：3，-1-29Eu【roco《。de 3,》Design o】f Ste》。el： Str《uctures,P！art 1》.2:Str—uct？ural 》。Fi：re Desig】n,20《05.） —  》   随着研—究的：广，泛与深入对结构钢的！高温性能以及—钢结构在火灾—下的反？应有了更深入—的了解？目前对于采用较【大的名义应变—来确定结构钢高【温下的名义屈服【强度：已达成共识 —    】 国内对Q2—。35、Q34—5等结构《钢进行？了，系统的高《温材性？试验得到了0.2】％、：0.5％、1.【0％等名义应变水】平的高温屈》服强度？综合国内试》验资料并参考EN】 ，1993-1-【22005》、BS 5》95：。0-82003等】给出：了，我国结构《钢高温下的强度设】计值和弹性模量【表6：为按本规范有关【公式计算的各温度】。下钢材的屈服强度】折减：系数ηsT和—弹性模量折减系【数XsT 【 ： ，表6 钢《材高温下的屈服强】度折减系数ηsT】和，弹性模？量折减系数XsT ！ 》。。 ： 5.1.】4、5.1.—。5  耐火钢通【过，在钢材中加》入钼等合金》元素：使钢材在《高温：时从原子中析出碳】化钼M？02C由于此类【。。化合物？比铁原子大能—起到阻止或减弱“滑！移”的？作用从而提高钢【材高温下的强度【。耐火钢无蓝脆现象】故在低温度》。区段内耐火钢—的强度？损失大于结构钢在实！际工程中《绝大多？数钢构件的临—界温度？在450℃～7【00℃范《围内在该《温，度段内耐火钢的强】度损失？小于结构钢 【 目前—各，钢铁公司生》产的：耐火钢的高温材性有！较大的？差，别，本规范给出的公式】不，。一定：适用于所有》品种应用式（5【.1.？4）、式（》5.1.5）时【要求600℃时【耐火钢的实》测屈服强度折—减系数不低》于式：（5.1.》4）计算值的1【0，％ 》 5》.2  混》凝土： 》 5.2.1 ！ 本条有关》高温下？普通：混凝土的热工性【能参数参考了—EN： 1994-1【-2:2005（E！ur：ocode 4 P！art 《1.2De》sign of 】comp《。o，site s—teel《 and con】crete s【truc《tu：res: S—t，ruct《ural 》fire de【s，ign？）的规定其中公【式（5.2.—1-2）是根据E】N ：1，994-《1-22005给出！的普：通混凝土热传导系数！上、下限公式取【平均值？得到的对于钢与混凝！土组合结构建议采】用上限？公式 【。     上限【公式 【 ？。 《    下限公式 ！ ， 《 20】℃≤TC《＜12？00℃ — ，  ？。   混《凝土的含水》率对热工性》能的影响《很大：特别是对比》热和：热传导系数本—。条，给出的热工参数取值！适用于干混凝—土即含水率不—大于4％的》普通混凝土 【 5.—2.2  本条有关！高温下普通混凝土的！轴，心抗压强度和—弹性模量参考了【EN 1《9，94-1-2200！5的规定其中弹性】模量折减《系数是对《EN 1《994-1-2【。200？5，中混凝土的高—温应力一应变—曲线计算公式求导】得到的？表5：.2.2适用于强】度等级C《60及以《下的混凝土》 ， ： 5.2.3 ！ 本条有《关高：温下轻骨《料混凝土的热工性】能，参数参考了EN 】1994《-1-220—。05的规定适—用于含？。水率小于《或等于5％》的轻骨料混凝—土 5】.，2.4  本条【有关高温下轻骨料混！凝土的轴心抗压强度！和弹性模量参考【了EN 1994】-1-22005的！。规定表5.2.【4适用？于强度？。等级C6《0及以下的混—凝，土 — ， ， 5.3《  防火保》护材料 ！ 5.3.—1  ？本条规定的非膨胀】型防火涂料的—等效热传导系—。。数计算？方法基于非膨胀【型防火涂料保护钢构！件的标准耐火试【验可：综合反映防火—涂料在？火灾下传热（隔【热，防火保？护，）的实际性能—以及：火灾下防《。火涂料外表面的【热对流、热》辐射传？热，效应避？免了常规《试验方法如国—家现行标准耐火材料！ 导热？。。系数试验方法（水】流量平板《法）YB《/，T ：。4130、耐火【材料导热系数试验方！法（热线法）—GB/T 5990！等的不足《 —    非膨胀型】防火涂料在火灾下】受火：温度范围《大其热传导》系数随温度有较【大的变化但从工程应！用角度热传导系数】采用常？数可极大地》简化计算试》验与理论计》算的对？比表明？采用54《0℃（约10—00 ℉）》时的等效热传导【系数可相当精确地】模拟非膨胀》型防火涂料保—护钢：构件在火灾下的【升温并且不同保护层！厚度下？。。测，得的非膨胀型防火涂！料的等？效热传导系数变化】很，小 ？     】现行国家标》准钢结？构，。防，火，涂料G？B ：14907-—200？2采用I36b、】140b（截面形】状系数见表7）【作为钢试件按照国家！标准建筑构》。件耐火？试验方法GB/T ！。9978-199】。9（目前已》被，现行国？家，标准建筑《构件耐火试验方【法  第1部分通】用要求GB/T 】。9978.1替【代）进行《耐火：性能试验《当涂料型式检验报】告，中给出钢试》件升温曲线》时可按式（5—.3.1）计算【非膨：胀型涂？料的等效热》传导系数《。；当没有《给出：钢，试件升温曲》线时可采用防火保】护层厚度20mm、！长度500mm的】。I36b（》或I40b）工字】钢试件进行不加载耐！火试：验测试钢试件的【升温曲线 ！ 表7  钢—试件的截《面形状系数》（m-？1） — — 5.《3.2、5.—3.3？ ， 第5.《3.2条规》定了膨胀型防火涂】料保护？层的等？效热阻计算方—法针对膨胀型—。防火涂料的特—点第5？.3.3条规—定，膨胀型防火》涂料应？。。给出5个使用厚度】的等效热《阻 —     》膨胀型防火涂料受】火膨胀形成比原涂层！厚度大数倍到数【十倍的多孔膨—胀层该膨胀层的热传！导系数？小隔热防火保—护性能良好火灾下膨！胀层厚度主要取决】于涂料自身的特性】、涂层的厚》度受膨胀层自身致】密性、强度等的限制！。膨，胀层厚？度，不会一直随》着涂层厚度的—增大而增大而且涂】层太：厚容易造成膨胀层过！早脱落因此》膨胀型防《火涂料？存在最大使》用厚度膨胀型防火】涂料：涂层厚？度和膨胀层》厚度、热传导系数】。之间均为非线性关系！（图5）因此膨胀】型防：火涂料不《宜采用等效热传【导，系数而是《。采用对应于涂层厚度！的等效热阻 【 ， 】 图5 膨胀型【防火涂料的膨胀【层厚：度、等效《热，传导系数 — 5.3.4！  ：表8给出了其他【一些防火保护材料】常温下？的热传导系数供参考！ 《 ：表8 ？ 其他？防火保护《材料常温《下的热传导》系数 ？。 》 ：