钢管混凝土构件耐火性能研究和测定

采用有限元法对高温上钢管混凝土构件截面的温度场进行了计算，提出了高温下钢材和混凝土的应力-应变关系及其与温度之间的关系。采用数值方法计算了火灾下钢管混凝土轴压和偏压构件荷载与变形之间的关系、以及与火灾持续时间之间的关系，分析了各参数，如钢材和混凝土的强度、构件截面含钢率、荷载偏心率及构件长细比等对钢管高强度混凝土耐火极限的影响。最后，提出钢管混凝土耐火极限及防火保护层厚度的简化计算公式，可供实际工程设计参考。本项目的研究成果也可为国家制定钢管混凝土防火方面的设计规程提供参考。 2100433B

耐火度的测定方法，除有国际标准（ISO528）外，各国都有标准方法，但大致相同，都是采用与标准测温锥相比较的方法。

耐火材料试锥在高温下的弯倒程度，主要取决于液相与固相的数量比、液相的粘度变化和高熔点晶相的分散度。通常锥体达到耐火度时，多数均含液相约70～80%，液相粘度约为10～50Pa·s，并随材料不同而异。因此，可以认为耐火材料耐火度的高低除与测定条件，特别是与试锥的粒度组成和升温速度以及某些材料与测定气氛有关以外，主要受材料的化学和矿物组成所控制。对由各种单二组分构成的耐火材料而言，主要取决于化合物熔点的高低。而对由多组分构成的耐火材料而言，取决于主成分和他成分的数量比。杂质会严重降低材料的耐火度。如对Al2O3，含量在20～80%之间的硅铝系耐火材料而言，耐火度t 可近似地以Al2O3和杂质R 百分含量估算，即t=1580 4.386（Al2O3-R）。因此，欲提高耐火材料的耐火度，必须提高主成分和主晶相的数量并尽量降低杂质。

中国标准（GB7322）与国际标准完全相同，将被测材料磨成细粉，制成与标准测温锥形状、尺寸相同的截头三角锥，也可直接从耐火制品上锯取上述的截头三角锥，与标准测温锥一起插在一个耐火的底盘上，放在炭阻炉或燃气高温炉内，按规定的速率加热，视其与标准测温锥相比较所弯倒的程度，当其弯倒至锥的尖端接触底盘时的温度（见下图1所示），即为材料的耐火度，通常都用标准测温锥的锥号表示。

各国标准测温锥规格不同，锥号所代表的温度也不一致。世界上最常见的是德国的塞格尔锥（Segerkegel），缩写为SK，如SK35代表1780℃，而美国的奥顿锥（orton） 35代表1785℃。国际标准化组织的标准测温锥（ISO）、中国的标准测温锥（WZ）和前苏联的标准测温锥（ПК）都是一致的，采用锥号乘以10即为所代表的温度。如ISO176、WZ176以及ПК176均代表1760℃。英、德、美国标准测温锥号的相应温度见下表。

英国、德国、美国标准测温锥号相应温度（℃）