鋼結(jié)構(gòu)耐火涂層厚度計(jì)算.ppt

鋼結(jié)構(gòu)耐火保護(hù)層厚度計(jì)算,一、保護(hù)材料的性質(zhì)及分類 二、鋼構(gòu)件溫度計(jì)算 三、保護(hù)材料厚度計(jì)算 四、外國(guó)規(guī)范鋼構(gòu)件溫度計(jì)算簡(jiǎn)介 五、影響保護(hù)層厚度的因素 六、例題研究,熱物理參數(shù),平衡含水率,保護(hù)材料分類,一、保護(hù)材料的性質(zhì)及分類,1、熱物理參數(shù)（ ）, 防火保護(hù)材料的熱物理參數(shù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)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(lái)計(jì)算。 無(wú)實(shí)測(cè)條件時(shí)，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(zhǎng)時(shí)間后，其含水率不再變化，稱為平衡含水率 。 如無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)， 可采用表（2-3）數(shù)值,3、保護(hù)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(jì)算構(gòu)件溫度時(shí)應(yīng) 考慮其吸熱影響,請(qǐng)?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(hù)材料 ：不計(jì)含水量對(duì)構(gòu)件溫度的影響,判定條件：,含水材料：不滿足上式時(shí)。計(jì)算構(gòu)件保護(hù)層厚度時(shí)應(yīng)考慮含水量的影響,請(qǐng)?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(jì)算,假定 導(dǎo)熱方程的建立 導(dǎo)熱方程的簡(jiǎn)化,1、假定,（1）保護(hù)材料外表面的溫度等于試驗(yàn)爐內(nèi)平均溫度，即標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)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(hù)材料的溫度，不計(jì)其它熱損失,（3）構(gòu)件截面溫度均勻分布,（4）保護(hù)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(shí)間坐標(biāo)離散化，在微小時(shí)間增量?jī)?nèi)，可認(rèn)為構(gòu)件溫度和爐溫保持不變 保護(hù)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(qiáng)度：,在時(shí)間增量 內(nèi)，通過(guò)保護(hù)材料傳入構(gòu)件單位長(zhǎng)度內(nèi)的總熱量,相應(yīng)地,爐溫上升為 ，單位長(zhǎng)度構(gòu)件吸熱為,按穩(wěn)態(tài)考慮，保護(hù)材料內(nèi)溫度線性分布，保護(hù)材料吸熱為,3、導(dǎo)熱方程的簡(jiǎn)化,忽略第三項(xiàng),三、保護(hù)材料厚度計(jì)算,吸熱干保護(hù)材料厚度計(jì)算,輕型保護(hù)材料厚度計(jì)算,含水保護(hù)材料厚度計(jì)算,構(gòu)件截面系數(shù),1、吸熱干保護(hù)材料厚度計(jì)算,稱為截面-材料綜合系數(shù),給定耐火時(shí)間 和構(gòu)件的臨界溫度 ，通過(guò)計(jì)算機(jī)迭代可解得對(duì)應(yīng)的截面-材料綜合系數(shù) 計(jì)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(hù)層厚度減小,耐火時(shí)間增大， 值減小，保護(hù)層厚度增大,截面系數(shù) 增大，所需保護(hù)層厚度增大,2、輕型保護(hù)材料厚度計(jì)算,在上式中,令,3、含水保護(hù)材料厚度計(jì)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(hù)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(shí)間,滯后時(shí)間:即水分蒸發(fā)所占用的時(shí)間,含水保護(hù)材料厚度計(jì)算步驟 :,（1）按式（2-33）或（2-35）確定初定厚度,（2）當(dāng) 時(shí)，為干材料， 即為所求,（3）當(dāng) 時(shí)，對(duì)初定厚度 進(jìn)行修正,（4）按式（2-36）求滯后時(shí)間,（5）對(duì)原定耐火時(shí)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(yè),下一頁(yè),返 回,思考題,1、鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)材料按吸熱能力和含水量如何分類？耐火設(shè)計(jì)中為什么要進(jìn)行分類？ 2、如何建立鋼構(gòu)件的溫升計(jì)算方程？其假定