Hình 2.2. Sự biến thiên hệ số giãn nở vì nhiệt của vật liệu thép theo nhiệt độ
Hệ số giãn nở vì nhiệt (aa) tăng nhẹ theo nhiệt độ. Ở nhiệt độ phòng, aa thường là 12.10-6/oC, ở nhiệt độ 200-600oC, là 14.10-6/oC. Ở nhiệt độ lên đến 730oC, vật liệu thép chịu một sựđổi pha, dẫn đến sự thay đổi cấu trúc tinh thể, vật liệu trở nên đặc
chắc hơn và sự giãn nở trong quá trình hấp thu năng lượng tạm thời dừng lại nên aa
bằng 0, và từ 860oC aa xem như giữở giá trị không đổi là 20.10-6/oC.
Hình 2.3. Sự biến thiên độ giãn dài vì nhiệt của vật liệu thép theo nhiệt độ
Độ giãn dài tỷđối Dl/l của kết cấu ở một nhiệt độ nhất định từ 20oC đến nhiệt độ
dưới ngưỡng của sựđổi pha của thép được xem là một hàm theo nhiệt độ:
Dl/l = 1,2.10-5qa + 0,4.10-8qa2 - 2,416.10-4 (2.13a) trong đó l là chiều dài ban đầu ở nhiệt độ 20oC của cấu kiện khảo sát
qa là nhiệt độ của thép tại thời điểm khảo sát (oC) Khi 750oC £qa£ 860oC:
Dl/l = 1,1.10-2 (2.13b)
Khi 860oC < qa£ 1200oC:
Dl/l = 2.10-5qa - 6,2.10-3 (2.13c) Trong hầu hết các phương pháp đơn giản tính toán, sự giãn nở vì nhiệt thường
được bỏ qua. Tuy nhiên cũng có một số trường hợp, ví dụ như kết cấu dầm thép đỡ
bản sàn bê tông ở cánh trên, sự chênh lệch giãn nở vì nhiệt giữa cánh trên và cánh dưới dầm (do cánh trên có sự bảo vệ của sàn bê tông, có tác dụng ngăn cản sự biến dạng và làm chậm quá trình gia tăng nhiệt) sẽ gây nên một biến dạng nhiệt đáng kể
cho tiết diện. Vì vậy, rất cần thiết nghiên cứu đến sự giảm bớt quá trình giãn nở vì nhiệt của kết cấu thép trong điều kiện chịu lửa khi có sử dụng các hình thức cách
nhiệt, nó sẽ dẫn đến một sựứng xử nhiệt hoàn toàn khác so với sự làm việc của cấu kiện thép không được bảo vệ.