建筑耐火钢在我国的开发与应用

耐火钢是一种功能性的新型建筑用特殊钢材,钢材的耐火性能是指钢材耐高温的强度。介绍近年来耐火钢在我国建筑业的开发现状和工程应用,并对这类钢材的耐火性能和生产机理进行分析。试验研究表明：与普通钢相比,耐火钢在高温下的强度和弹性模量均显著提高,具有良好的高温性能。     

建筑用耐火钢的发展

钢结构建筑需喷涂防火材料进行保护，这将成倍增加建筑成本．减少防火涂层是现代建筑发展趋势．耐火钢提高了钢的高温强度．从而减少了防火涂层。本文综述了建筑用耐火钢技术要求、合金元素和生产工艺对高温强度的影响，并介绍了耐火温度为600℃耐火锅的综合性能和实际应用．     

建筑结构用耐火钢的耐火极限试验

采用鞍钢开发的抗拉强度490MPa级耐火钢,根据中冶集团建筑研究总院设定的试验方案。经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心试验,鞍钢耐火钢在无涂覆状态下达到国家建筑4级梁的耐火极限;薄型涂覆达到3级梁的耐火极限;厚型涂覆达到了1级梁的耐火极限,并且实现耐火钢的厚型涂覆材料厚度比普通Q345钢节省1／2。     

耐火钢综合性能及构件抗火试验分析

研究了耐火钢的综合性能,分析了耐火钢的冶金学原理,并开展了构件抗火试验研究.研究发现,耐火钢获得了良好的高温性能和焊接性,并且具有较低的屈强比和良好的应变疲劳性能,能保证钢结构防火抗震性能的要求.混合组织,Mo的固溶强化以及MC和Mo2C的析出强化作用,是耐火钢获得良好性能的重要原因.非线性有限元分析可以准确计算构件耐火时间与临界温度,耐火钢的临界温度高达700℃左右,同普通钢相比具有显著优势.     

耐火钢的发展状况

耐火钢是近年来发展起来的新型建筑结构钢种，主要介绍了耐火钢的特点及其在国内外的发展状况，国内耐火钢在开发和应用中存在的一些问题和解决方法，同时提出具有耐火、耐蚀的钢种将成为建筑结构钢的发展方向。     

建筑用耐火钢组织与性能的研究

对两种工业试制耐火钢的力学性能和微观组织进行了研究。通过回火处理,研究了回火温度对微观组织的影响,同时进行了金相分析,探讨了耐火钢的高温强化机理。试验结果表明:建筑用耐火钢的室温显微组织为多边形铁素体、少量珠光体和少量粒状贝氏体的混合组织;细小、弥散分布的M-A(Martensite-Austenite)组织是建筑用耐火钢保持良好高温性能的一个主要原因;高温下良好的组织稳定性有利于提高耐火钢的高温性能;thermo-calc热力学软件计算结果表明:Mn、Mo、Cr、V等合金元素能大量熔于渗碳体中,形成合金渗碳体,对阻止高温回火组织粗化,保持良好的高温性能有较大影响。     

建筑用耐火钢

本文简要介绍了耐火钢的力学性能标准、微观组织及国内外的发展状况.国内耐火钢在开发和应用中存在的一些问题以及现有成果、并指出,同时具有耐候、耐蚀、耐火性能的铜种将成为建筑结构钢的发展方向.     

耐火钢与普通结构钢高温强度的比较试验

对两种耐火钢(FR)与普通结构钢在常温到高温700℃之间的力学性能比较试验研究结果显示,耐火钢比普通结构钢具有更好的高温力学性能,耐火钢在约650℃时的屈服强度为常温下强度的50%,而普通结构钢在550℃时的屈服强度就已降到常温下强度的50%。同时耐火钢的高温(600℃)蠕变也比普通结构钢的小。研究结果表明在建筑设计中用耐火钢替代需要采取防火措施的普通结构钢更经济安全。     

高性能耐火耐候建筑用钢的力学性能和焊接性能及其典型应用研究

本文对武钢研制的高性能耐火耐候建筑用铜的力学性能、焊接性能及其典型应用进行了研究。试验结果表明：该钢具有优良的综合力学性能．在600C温度下的屈服强度均高于其室温下屈服强度的2／3．完全满足建筑结构用钢耐火安全性的强度许用指标；该钢具备低的冷裂纹敏感性．能承受大线能量焊接(50～100kJ／cm)；该钢在大型建筑应用中的实际效果良好。     

马钢耐火钢高温下材料性能试验研究

为了得到高温下耐火钢的材料特性,对马钢集团开发的耐火钢在高温下的力学性能进行了试验研究。通过高温下的恒温加载拉伸试验,得到不同温度下耐火钢的屈服强度、极限强度、延伸率、面缩率和应力-应变关系,并测定高温下耐火钢的热膨胀系数,采用悬丝耦合共振法测定高温下耐火钢的初始弹性模量。试验表明,马钢耐火钢在600℃时的屈服强度大于常温下的2/3,弹性模量大于常温下的3/4。通过对试验结果的分析,拟合得到耐火钢的各力学指标参数随温度变化的计算公式,这些公式可用于耐火钢结构抗火性能的分析与设计。     

马钢耐火钢柱的抗火试验与设计验算

本文介绍了马鞍山钢铁公司开发的耐火钢钢柱抗火试验。其中,一根为轴压试验;另一根为偏压试验。将试验结果与ANSYS有限元软件模拟计算结果进行了对比,最后采用简化实用公式对试验结果进行了验算。     

一种耐火钢的焊接热模拟研究

对一种耐火钢焊接性能进行模拟研究，绘制了热影响区连续冷却转变曲线SH—CCT，计算了钢的碳当量。并预测了25mm板的止裂温度、HAZ最大硬度。结果表明，该钢具备较低的冷裂纹敏感性。     

门式钢刚架结构实用抗火临界温度计算方法

本文应用Ansys程序,针对门式钢刚架结构,变化各种参数,进行了多个不同算例的结构整体抗火临界温度的计算。在对算例结果进行参数分析的基础上,忽略次要参数,考虑主要参数,得出了适用于跨度小于52m,高度小于10m,截面高度小于900mm的任意门式钢刚架结构整体抗火临界温度的简化计算表格,可方便地用于该类结构的抗火设计。     

火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能影响的研究现状

本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱抗火性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙保护,非4面受火;钢柱仅部分截面采用防火保护;受洞口非均匀火灾影响的建筑外框架柱;钢柱防火保护层不均匀或局部破损等。截面温度不均匀对钢柱抗火性能的影响包括:截面产生附加应力,使钢柱临界温度降低;钢柱截面不对称,发生弯扭破坏;钢柱产生热弯曲,以及破坏时可能出现的反向弯曲等。并对需要进一步研究的问题给出了建议。     

高功能结构用钢板的发展

日本钢铁业近年来在建筑结构用钢的研发上,投注了相当多的人力资源,开发出一系列所谓的高功能结构用钢板,附予这些钢材各种不同的规格外性质保证,达到增加钢结构物安全性、造型美观、降低钢结构物建造成本等效益。由于地域关系,台湾的钢构及建筑业多少亦受到日本相关产业的影响,因此近年来业界对这类高功能结构用钢材的需求逐渐浮现,本文的主要内容,即在说明高功能结构用钢包括了高入热量焊接结构用钢、耐火钢、低降伏比钢、狭降伏强度变异钢、极低强度吸震钢板在日本的发展状况,以及中钢现有的研发成果,提供钢构及建筑业将来在选料用料上参考。     

多国结构抗火规范关于H型钢柱的比较和分析

介绍了美国、英国、欧洲、澳大利亚和中国的钢结构抗火设计规范中关于受压构件的计算方法,并对它们的区别和联系进行了分析和论述。通过一个算例给出了各国规范的计算结果,并将它们的计算结果进行了对比。研究表明:美国、欧洲和中国规范的钢柱稳定系数差别较大;欧洲、英国和中国规范计算所得的受压构件的临界温度差别很小,澳大利亚规范和美国规范的临界温度偏低;中国规范和欧洲规范的无保护层钢构件耐火时间基本上相同,澳大利亚规范结果偏低,英国规范结果偏高;欧洲和中国规范的有轻质保护层受压钢构件耐火时间基本相同,美国规范耐火时间偏短。     

马钢耐火钢梁的抗火试验与设计验算

针对马鞍山钢铁公司开发的Q345级耐火钢,进行了三根耐火钢梁在ISO—834规定的标准升温曲线升温作用下耐火极限的试验研究,测得了炉内温度、梁的温度与挠度,并将试验结果与ANSYS有限元软件模拟计算结果进行了对比。结果表明,试验钢梁的承载力极限状态为截面弯矩达到截面塑性弯矩时的状态,梁的整体稳定并未起控制作用。采用上海《建筑钢结构防火技术规程》中的有关公式对试验进行了验算,证明了该规程中的公式同样适用于耐火钢。     

圆钢管混凝土结构研究现状

介绍了圆钢管混凝土结构的特点,并系统阐述了我国近几十年对圆钢管混凝土结构的研究现状.指出了圆钢管混凝土结构的研究方向和应用前景.