鋼結(jié)構(gòu)耐火涂層厚度計算.ppt

鋼結(jié)構(gòu)耐火保護層厚度計算,一、保護材料的性質(zhì)及分類 二、鋼構(gòu)件溫度計算 三、保護材料厚度計算 四、外國規(guī)范鋼構(gòu)件溫度計算簡介 五、影響保護層厚度的因素 六、例題研究,熱物理參數(shù),平衡含水率,保護材料分類,一、保護材料的性質(zhì)及分類,1、熱物理參數(shù)（ ）, 防火保護材料的熱物理參數(shù)應(yīng)通過試驗確定。 這些參數(shù)一般都是溫度的函數(shù)，在選定的溫度范圍內(nèi)，可取其平均值來計算。 無實測條件時，可采用表2-3中數(shù)值,2、平衡含水率,含水率隨空氣含水率變化，當(dāng)濕法生產(chǎn)的材料在大氣中放置很長時間后，其含水率不再變化，稱為平衡含水率 。 如無實測數(shù)據(jù)， 可采用表（2-3）數(shù)值,3、保護材料分類（吸熱能力，含水率）,輕型材料 ：吸熱能力 較小可忽略,判定條件：,吸熱材料，不滿足上式。計算構(gòu)件溫度時應(yīng) 考慮其吸熱影響,請?zhí)貏e注意：同一種材料，同一種厚度，用于不同的構(gòu)件，可能屬不同的類別；,相同的材料，相同的構(gòu)件，不同的厚度可能類別不同。,干保護材料 ：不計含水量對構(gòu)件溫度的影響,判定條件：,含水材料：不滿足上式時。計算構(gòu)件保護層厚度時應(yīng)考慮含水量的影響,請?zhí)貏e注意： 同一種材料，不同的厚度，其類別可能不同。,二、鋼構(gòu)件溫度計算,假定 導(dǎo)熱方程的建立 導(dǎo)熱方程的簡化,1、假定,（1）保護材料外表面的溫度等于試驗爐內(nèi)平均溫度，即標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗給出的溫度，內(nèi)表面的溫度等于鋼構(gòu)件的溫度,（2）由外部傳入的熱量全部消耗于提高構(gòu)件和保護材料的溫度，不計其它熱損失,（3）構(gòu)件截面溫度均勻分布,（4）保護層厚度內(nèi)溫度線性分布,2、導(dǎo)熱方程的建立,鋼構(gòu)件的傳熱是連續(xù)非穩(wěn)態(tài)傳熱，現(xiàn)人為地把時間坐標(biāo)離散化，在微小時間增量內(nèi)，可認(rèn)為構(gòu)件溫度和爐溫保持不變 保護材料厚度較小，可看作均質(zhì)平板的穩(wěn)態(tài)傳熱 ，由付立葉定律：,熱流強度：,在時間增量 內(nèi)，通過保護材料傳入構(gòu)件單位長度內(nèi)的總熱量,相應(yīng)地,爐溫上升為 ，單位長度構(gòu)件吸熱為,按穩(wěn)態(tài)考慮，保護材料內(nèi)溫度線性分布，保護材料吸熱為,3、導(dǎo)熱方程的簡化,忽略第三項,三、保護材料厚度計算,吸熱干保護材料厚度計算,輕型保護材料厚度計算,含水保護材料厚度計算,構(gòu)件截面系數(shù),1、吸熱干保護材料厚度計算,稱為截面-材料綜合系數(shù),給定耐火時間 和構(gòu)件的臨界溫度 ，通過計算機迭代可解得對應(yīng)的截面-材料綜合系數(shù) 計算結(jié)果列于表2-4,解方程(2-31),結(jié)論:,臨界溫度升高， 值增大，保護層厚度減小,耐火時間增大， 值減小，保護層厚度增大,截面系數(shù) 增大，所需保護層厚度增大,2、輕型保護材料厚度計算,在上式中,令,3、含水保護材料厚度計算,溫度上升到100，水分蒸發(fā)，吸收的熱量大部分用于蒸發(fā)水分，而保護材料的溫度基本不升高,升溫曲線與干材料相似，處處滯后時間,滯后時間:即水分蒸發(fā)所占用的時間,含水保護材料厚度計算步驟 :,（1）按式（2-33）或（2-35）確定初定厚度,（2）當(dāng) 時，為干材料， 即為所求,（3）當(dāng) 時，對初定厚度 進(jìn)行修正,（4）按式（2-36）求滯后時間,（5）對原定耐火時間進(jìn)行修正，即用 代替重查表確定綜合系數(shù),(6)以修正后 的代入式（2-33）或（2-35） 求最后所需厚度,4、構(gòu)件截面系數(shù),即使同一規(guī)格的構(gòu)件，構(gòu)造方法不同,截面系數(shù)也不同,目 錄,上一頁,下一頁,返 回,思考題,1、鋼結(jié)構(gòu)保護材料按吸熱能力和含水量如何分類？耐火設(shè)計中為什么要進(jìn)行分類？ 2、如何建立鋼構(gòu)件的溫升計算方程？其假定