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PAGE  PAGE 44 钢结构耐火模型的高温性能 Venkatesh Kodur, F.ASCE1; Mahmud Dwaikat2; and Rustin Fike3 摘要：火是结构所能承受的最不利条件之一，因此，适当在结构上设计消防安全措施的规定是设??计的重要方面。最近引进的以性能为基础的模式增加使用了基于计算机模型的耐火评估。对于所评估的钢结构的耐火性，钢高温性能被指定作为输入数据。本文综述目前钢结构在美国和欧洲的标准下的高温本构关系，通过比较已发表的实验结果，并着重强调了它们之间的不同关系。关于不同要素模型对整体抗火预测的影响通过案例研究说明了。这也表明，这是不经常在基本模型里的高温徐变，对钢结构火灾反应有重大影响。从个案研究的结果为使用适当的耐火评价的基本模型做建议。 DOI: 10.1061/ ASCE MT.1943-5533.0000041 CE数据库标题：本构关系;耐火温度的影响;钢结构。关键词：耐火性能???设计;本构关系;高温性能;结构钢。 介绍 结构的防火安全是在高层建筑大楼的设计过程中的主要考虑之一，所以钢经常是对于结构构件上选的材料。目前，结构的消防安全(防火) 的钢构件中，一般被通过基于标准测试还是实证的抗火性能的计算方法实现。这些规定的基础方法有主要缺点并且不提供一次合理或者实际的火抵抗评价。最近的走向性能化消防设计增加了聚焦于使用电脑模拟来评价的耐火构件。钢的高温特性的知识是使用数字模型评价耐火的关键。 钢在室温下具有优异的强度性能，但是，像其他材料，钢在高温下会失去强度和刚度。一些因素对于钢结构在高温下反应的建模很重要，这些因素包括热性，机械性变形性能，它们都是由温度特性决定的。这些特性随温度而变化并且也依赖许多参数。关于钢的高温性能目前的知识大部分是根据有限的材料性能测试。同时，对于高温材料性能现有的资料只用于火灾加热阶段。这是因为大部分（如果不是全部）是在任何一种材料试验瞬态或稳态温度升高进行测试。缺乏在冷却阶段材料性能的数据，这是建模的钢结构在真实火灾的反应至关重要。 由于在测验方法，加热条件和数据收集技术方面的变化，在文献中出现的资料数据之间有一些明显的不同。此外，直到最近，没有评估高温力学性能的标准测试方法，导致研究人员使用他们自己的测试方法来测量钢的高温性能。因此, 在许多的标准和规范提出的钢的高温性能在本构关系上有相当大的差异(Kodur and Harmathy 2008)。 在高温下基本模型的变化对于设计师希望塑造的耐火钢结构是一个挑战。此外，使用不同的组成的模型能导致不同的防火结果，因此使设计者选择一个可靠的基本模型是复杂的。文件中精密的审查说明之间的现有模式和测试数据的变化。钢的可行性的高温基本模型被提出，并且在耐火实验中结构关系变化的影响被讨论。 研究意义 对计算模型中使用高温材料性能的研究还没有跟上计算技术的计算预测了钢构件的燃烧反应的发展步伐。在这文章内，可用高温钢材本构关系互相比较，并建议对防火安全的结构设计使这些关系的适用性。这将有利于合理使用方法钢结构防火工程，推动性能化消防安全设计。 图1：不同型号和不同测试程序对钢的导热系数 图2：不同模型和不同测试测量对钢的比的预测 热预测 高温特性：必威体育精装版水平 消防安全的物质特性设计 暴露的钢结构火灾反应取决于：（一）热：（二）机械：和（c）变形特性。热性质确定的钢铁，从受火的温度分布造成的部分，而机械性能管理的强度和刚度随温度的功能丧失。变形的性质决定了变形的钢构件在火灾条件的程度。 对于现实的评估钢结构防火性能的，应给予充分考虑到热，机械和变形特性。这些特性随温度的变化是相在钢在高温下发生的影响。一篇钢的高温特性可构模型的研究进展，在以后的章节里提出。 热特性 影响钢温度热特性的主要是热导率和比热（通常在热容量表示）。这里有有限制的比热和热导率的钢试验数据。图。 1和2对热导率和比热钢作为温度的函数，分别提供数据图。从规范和标准（欧洲标准化委员会2005年：ASCE的1992年）的关系，以及公布的测试数据，被用来编译图。 1和2（Rempe和努德森2008年：本茨和Prasad 2007年：Touloukian 1972年：鲍威尔和塔伊1960年：八幡钢铁有限公司1969年）。 ASCE的欧洲法规和本手册指定的导热系数和比热的温度功能的实证关系，这些关系，提出在“热性能”的附录部分。 它从图中可以看出。 1.导热系数随温度降低在一个几乎线性的关系，而且在ASCE的手册里与欧洲规范提出了模型差别不大。相反，出版有很大的不同型号的比热高于700 ° C，如在图看到。 2.一般而言，钢的比热随着温度的增加在75