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as 》[m/（m·—℃）]: ！ —  ：   （3》） 结？构钢的热传导系数】λs[？。。W/（m《·，℃）] 》 ！     （4）】。 结：构钢：的，比热：C，s，[J/（《kg·℃）》]， ：。 】    》 （5）《结构：。钢的泊松比Vs ！ V》s=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、Q345钢、】Q390钢和—Q420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 》。A36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180】℃～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4？00 ℃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400℃时则！在，0.：2％ （20℃时】）和0？.5％应变》之间按线性插值【确定[Europ】ean 《Co：nvention】 ，for Co—nstruc—t，ional Ste！e，。lwo？。。r，k ：（，ECCS）,Te】c，h，nica《l Commit】tee？ ，3-Fire— Safety 】of Ste—el Struct！ure？s, Des—ign Ma—。nual on 】the？ Europea】n Re《com？mendation！s for —the Fir【e Safet【。y of Stee！l Stru—ctures1【st Ed》ition,1【。985.]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（B《。ritish S】tan？da：rds Inst】itu？tion,B—。S ：5950,T—。he Stru【。。ctural U】s，e of Stee！。lwork i【n Build【ings,Part！ 8:Code 】。of ？Practi—。ce： for《 Fire —Resi《stant De】sign1990.！），    ！ （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（Euro【p，。ean Com【mittee f】or S《tand《ardizati】。on,E《N ：1993-1-【。29Eur》ocode 3【,，De：sig？n of Ste】el Struc】t，ures,》。Par？t 1.《2:Struct】ura？l Fire 【Design,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、Q《345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 199—3-1-2200】5、BS 595】0-8200—3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η：sT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η？sT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M02C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4：50℃～700℃】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《10％？ ？ ， 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E《N 1994-1】-2:20》05（Eur—ocode 4 P！。art？ 1.2Desi】。gn of co】mp：osit《e steel【 and《 concre【te st》ructu》res: St【ructura【l fire—。 desig—n）的规定其—中公式（5.2.】1，-2：）是根据EN 【1994-1-22！0，05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＜！。120？0℃ 【  ：   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《 199《4，-1-22005】的规定其中弹性模】量折减？系数是对E》N ：1，994-1-—22005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，C60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E？N 1994-1-！22005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 19—94-1-22【0，05的？规，定表：。5.2.《4适用于强度等级C！60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）G【B/：T 59《90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540》℃（约1《0，00 ℉）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【-，20：0，2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G《B，/，T， ，。9978-1999！（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I】。40b）《。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： 】