中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范

Codeforfiresafetyofsteelstructuresinbuildings

GB51249-2017

主編部門:中華人民共和國公安部

批準(zhǔn)部門:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

施行日期:2018年4月1日

中國計(jì)劃出版社

2017北京中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范

GB51249-2017

☆

中國計(jì)劃出版社出版發(fā)行

網(wǎng)址:www.jhpress.com

地址:北京市西城區(qū)木樨地北里甲11號(hào)國宏大廈C座3層

郵政編碼:100038電話:(010)63906433(發(fā)行部)

三河富華印刷包裝有限公司印刷

850mm×1168mm1/326印張150千字

2018年3月第1版2018年3月第1次印刷

☆

統(tǒng)一書號(hào):155182·0223

定價(jià):59.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

侵權(quán)舉報(bào)電話:(010)63906404

如有印裝質(zhì)量問題,請(qǐng)寄本社出版部調(diào)換中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公告

第1633號(hào)

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)

《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》的公告

現(xiàn)批準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》為國家標(biāo)準(zhǔn),編號(hào)為GB

51249—2017,自2018年4月1日起實(shí)施。其中,第3.1.1、3.1.2、3.

1.3、3.2.1條為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。

本規(guī)范在住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門戶網(wǎng)站(www.mohurd.gov.cn)公

開,并由我部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國計(jì)劃出版社出版發(fā)行。

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

2017年7月31日

前言

根據(jù)(原)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)〈2007年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制

訂、修訂計(jì)劃(第一批)〉的通知》(建標(biāo)〔2007〕125號(hào))的要求,規(guī)

范編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究,認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),參考有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)

和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,編制了本規(guī)范。

本規(guī)范共有9章和7個(gè)附錄,主要技術(shù)內(nèi)容是:總則,術(shù)語和

符號(hào),基本規(guī)定,防火保護(hù)措施與構(gòu)造,材料特性,鋼結(jié)構(gòu)的溫度計(jì)

算,鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火保護(hù)設(shè)計(jì),組合結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火保

護(hù)設(shè)計(jì),防火保護(hù)工程的施工與驗(yàn)收等。

本規(guī)范中以黑體字標(biāo)識(shí)的條文為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。

本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)管理和對(duì)強(qiáng)制性條文的解

釋,由公安部消防局(主編部門)負(fù)責(zé)日常管理,由同濟(jì)大學(xué)(主編

單位)負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見或建議,

請(qǐng)寄送同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)

規(guī)范》管理組(地址:上海市四平路1239號(hào),郵政編碼:200092)。

本規(guī)范的主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人:

主編單位:同濟(jì)大學(xué)

中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)防火與防腐分會(huì)

參編單位:公安部天津消防研究所

公安部四川消防研究所

上海市消防局

中國建筑科學(xué)研究院

清華大學(xué)

中國人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院

上海交通大學(xué)

·1·公安部上海消防研究所

廣東省公安消防總隊(duì)

鐵路總公司公安局

太原市公安消防支隊(duì)

南京工業(yè)大學(xué)

上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

上海市建筑科學(xué)研究院(集團(tuán))有限公司

中冶京誠工程技術(shù)有限公司

奧雅納工程顧問(香港)有限公司

上海寶冶集團(tuán)有限公司

上海美建鋼結(jié)構(gòu)有限公司

上海匯麗涂料有限公司

主要起草人:李國強(qiáng)倪照鵬李風(fēng)樓國彪劉激揚(yáng)

殷李革韓林海史毅王寶偉屈立軍

趙金城蔣首超施樑覃文清張澤江

闞強(qiáng)張劍姜寧杜詠李亞明

蔡建中余海群殷穎智郝坤超肖瑾

劉承宗周榮

主要審查人:陳祿如沈友弟周詳宋曉勇傅玉祥

高建民王立軍周建龍吳波董毓利

范重楊強(qiáng)躍侯兆新陳敖宜賀明玄

·2·目次

1總則…………………

(1)

2術(shù)語和符號(hào)………………

(2)

2.1術(shù)語……………………(2)

2.2符號(hào)……………………(3)

3基本規(guī)定…………………(7)

3.1防火要求………………(7)

3.2防火設(shè)計(jì)………………(7)

4防火保護(hù)措施與構(gòu)造……

(11)

……………

4.1防火保護(hù)措施(11)

4.2防火保護(hù)構(gòu)造……………(12)

5材料特性…………………(19)

5.1鋼材……………………(19)

5.2混凝土…………………(20)

……………

5.3防火保護(hù)材料(22)

6鋼結(jié)構(gòu)的溫度計(jì)算………

(24)

6.1火災(zāi)升溫曲線……………(24)

6.2鋼構(gòu)件升溫計(jì)算…………(24)

7鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火保護(hù)設(shè)計(jì)………(27)

7.1承載力法………………(27)

……………

7.2臨界溫度法(32)

8組合結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火保護(hù)設(shè)計(jì)……

(39)

8.1鋼管混凝土柱……………(39)

8.2壓型鋼板組合樓板………(48)

8.3鋼與混凝土組合梁………(49)

·1·9防火保護(hù)工程的施工與驗(yàn)收……………(58)

9.1一般規(guī)定………………(58)

………

9.2防火保護(hù)材料進(jìn)場(60)

9.3防火涂料保護(hù)工程………(62)

9.4防火板保護(hù)工程…………(63)

……………

9.5柔性氈狀材料防火保護(hù)工程(64)

9.6混凝土、砂漿和砌體防火保護(hù)工程………(65)

9.7復(fù)合防火保護(hù)工程………(66)

9.8防火保護(hù)分項(xiàng)工程驗(yàn)收…………………(66)

附錄A防火保護(hù)層的施用厚度……………

(68)

附錄B標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下鋼管混凝土柱的承載力系數(shù)…………(69)

附錄C標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下鋼管混凝土柱防火保護(hù)層的

設(shè)計(jì)厚度……………

(71)

附錄D火災(zāi)下組合樓板考慮薄膜效應(yīng)時(shí)的承載力………(89)

附錄E施工現(xiàn)場質(zhì)量管理檢查記錄………(93)

附錄F鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄……………(94)

附錄G鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收記錄…………

(98)

本規(guī)范用詞說明………………(99)

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄…………………(100)

附:條文說明…………………(101)

·2·Contents

1Generalprovisions…………

(1)

2Termsandsymbols…………

(2)

…………………

2.1Terms(2)

…………………

2.2Symbols(3)

3Basicrequirementsforstructuralfiredesign………………(7)

3.1Generalrequirements……(7)

3.2Structuralfiredesign……(7)

4Fireprotectionmeasuresandconstruction…(11)

4.1Fireprotectionmeasures…………………(11)

4.2Fireprotectionconstruction………………(12)

5Materialproperties…………

(19)

……………………

5.1Steel(19)

5.2Concrete…………………(20)

5.3Fireproofmaterials………(22)

6Calculationoftemperatureofsteelmember………………(24)

6.1Temperature-timecurveoffire……………(24)

6.2Thermalanalysisofsteelmemberexposedtofire……………(24)

7Fireresistancedesignofsteelstructures…(27)

7.1Bearingcapacityofsteelmemberatelevated

temperatures……………(27)

7.2Criticaltemperatureofsteelmember………(32)

8Fireresistancedesignofsteel-concretecomposite

structures…………………(39)

8.1Concrete-filledsteeltubularcolumn………(39)

·3·8.2SteelDeck-concretecompositeslab…………(48)

8.3Steel-concretecompositebeam……………(49)

9Acceptanceofconstructionqualityoffire

protection…………………

(58)

9.1Generalrequirements……(58)

9.2Fireproofmaterialsenteringintoconstructionsite……………(60)

9.3Fireprotectiondetailsofsprayingcoatingand

intumescentcoating………(62)

9.4Fireprotectionoffireboards………………(63)

…………………

9.5Fireprotectionofblankets(64)

………………

9.6Fireprotectionofconcrete,mortarandblocks(65)

9.7Combinedfireprotection…………………(66)

9.8Acceptanceconstructionqualityoffireprotection……………(66)

AppendixAConversionoffireprotectionthickness…………(68)

AppendixBLoadcapacityfactorofconcrete-filled

tubularcolumninstandardfire………………(69)

AppendixCDesignthicknessoffireprotection

forconcrete-filledtubularcolumn

instandardfire…………………(71)

AppendixDFireresistanceofcompositeslabwhen

consideringmembraneaction…(89)

AppendixEQualityrecordofconstruction

managementinsite……………(93)

AppendixFQualityacceptancerecordofinspection

lotoffire-protectionforsteel

structures………

(94)

AppendixGQualityacceptancerecordofitem

projectoffire-protectionforsteel

structures………(98)

·4·Explanationofwordinginthiscode…………(99)

Listofquotedstandards………(100)

Addition:Explanationofprovisions……………

(101)

·5·1總則

1.0.1為了合理進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì),保證施工質(zhì)量,規(guī)范

驗(yàn)收和維護(hù)管理,減少火災(zāi)危害,保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全,制定本

規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于工業(yè)與民用建筑中的鋼結(jié)構(gòu)以及鋼管混凝

土柱、壓型鋼板-混凝土組合樓板、鋼與混凝土組合梁等組合結(jié)構(gòu)

的防火設(shè)計(jì)及其防火保護(hù)的施工與驗(yàn)收。不適用于內(nèi)置型鋼混凝

土組合結(jié)構(gòu)。

1.0.3建筑鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)及其防火保護(hù)的施工與驗(yàn)收,除應(yīng)

符合本規(guī)范的規(guī)定外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

·1·2術(shù)語和符號(hào)

2.1術(shù)語

2.1.1耐火鋼fire-resisantsteel

在600℃溫度時(shí)的屈服強(qiáng)度不小于其常溫屈服強(qiáng)度2/3的

鋼材。

2.1.2鋼管混凝土柱concrete-filledsteeltubularcolumn

在鋼管中填充混凝土而形成且鋼管及其核心混凝土能共同承

受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2.1.3鋼與混凝土組合梁compositesteelandconcretebeam

由混凝土翼板和鋼梁通過抗剪連接件組合而成,并能整體受

力的梁。

2.1.4壓型鋼板組合樓板steeldeck-concretecompositeslab

在壓型鋼板上澆筑混凝土,并能共同受力的樓板。

2.1.5截面形狀系數(shù)sectionfactor

鋼構(gòu)件的受火表面積與其相應(yīng)的體積之比。

2.1.6標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線standardfiretemperature-timecurve

在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)中,耐火試驗(yàn)爐內(nèi)的空氣平均溫度隨時(shí)間變

化的曲線。

2.1.7標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)standardfire

熱煙氣溫度按標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線確定的火災(zāi)。

2.1.8等效曝火時(shí)間equivalenttimeoffireexposure

鋼構(gòu)件受標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用后的溫度與其受實(shí)際火災(zāi)作用時(shí)達(dá)到

相同溫度的時(shí)間。

2.1.9溫度效應(yīng)temperatureeffectsonstructuralbehavior

結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)因其溫度變化所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形。

·2·2.1.10耐火承載力極限狀態(tài)firelimitstate

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到不能承受外部作用或不適于繼續(xù)

承載的變形的狀態(tài)。

2.1.11荷載比loadratio

火災(zāi)下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值與其常溫下的承載力設(shè)

計(jì)值的比值。

2.1.12臨界溫度criticaltemperature

鋼構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到其耐火承載力極限狀態(tài)時(shí)的溫度。

2.2符號(hào)

2.2.1材料性能

c———混凝土的比熱容;

c

c———防火保護(hù)層的比熱容;

i

c———鋼材的比熱容;

s

E———常溫下混凝土的彈性模量;

c

E———高溫下混凝土的彈性模量;

cT

E———常溫下鋼材的彈性模量;

s

E———高溫下鋼材的彈性模量;

sT

f———常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

f———常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

c

f———常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

ck

f———常溫下混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

t

f———高溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

T

R———保護(hù)層的等效熱阻;

i

α———混凝土的熱膨脹系數(shù);

c

α———鋼材的熱膨脹系數(shù);

s

λ———混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù);

c

λ———鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù);

s

ρ———防火保護(hù)材料的密度;

i

·3·ρ———鋼材的密度;

s

ρ———混凝土的密度。

c

2.2.2作用、效應(yīng)、抗力

M———塑性彎矩;

p

M———常溫下鋼管混凝土受純彎時(shí)的抗彎承載力設(shè)

u

計(jì)值;

N———常溫下軸心受壓鋼管混凝土短柱的抗壓承載

u

力設(shè)計(jì)值;

?

N———常溫下鋼管混凝土柱的抗壓承載力設(shè)計(jì)值;

R———結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值;

d

S———按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

GK

S———荷載(作用)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;

m

S———按樓面或屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效

Qk

應(yīng)值;

S———按火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的溫度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的作用效

Tk

應(yīng)值;

S———按風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值。

Wk

2.2.3幾何參數(shù)

A———鋼管混凝土柱中混凝土的截面面積;

c

A———鋼管混凝土柱中鋼管的截面面積;

s

C———截面周長;

D———鋼管混凝土柱的截面高度;

d———防火保護(hù)層的厚度;

i

F———單位長度構(gòu)件的受火表面積;

F———有防火保護(hù)鋼構(gòu)件單位長度的受火表面積;

i

h———混凝土翼板的厚度;

c1

h———壓型鋼板托板的高度;

c2

h———混凝土翼板的等效厚度;

cb

h———鋼梁的高度;

s

·4·h———鋼梁腹板的高度;

w

l———長度或跨度;

l———計(jì)算長度;

0

t———鋼梁上翼緣的厚度;

tf

t———鋼梁腹板的厚度;

w

t———鋼梁下翼緣的厚度;

bf

V———單位長度鋼構(gòu)件的體積;

W———毛截面模量;

W———凈截面模量;

n

W———截面塑性模量。

p

2.2.4時(shí)間、溫度

t———火災(zāi)持續(xù)時(shí)間;

t———等效曝火時(shí)間;

e

T———混凝土的溫度;

c

T、T′、T″———構(gòu)件的臨界溫度;

ddd

T———火災(zāi)發(fā)展到t時(shí)刻的熱煙氣平均溫度;

g

T———火災(zāi)前室內(nèi)環(huán)境的溫度;

g0

T———在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi)構(gòu)件的最高溫度;

m

T———鋼材或鋼構(gòu)件的溫度;

s

Δt———時(shí)間步長;

ΔT———鋼構(gòu)件在Δt內(nèi)的溫升。

s

2.2.5其他耐火計(jì)算相關(guān)參數(shù)

F/V———無防火保護(hù)構(gòu)件的截面形狀系數(shù);

F/V———有防火保護(hù)構(gòu)件的截面形狀系數(shù);

i

k———火災(zāi)下鋼管混凝土柱的承載力系數(shù);

T

R、R′———荷載比;

α———綜合熱傳遞系數(shù);

α———高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù);

b

α———熱對(duì)流傳熱系數(shù)或高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的

c

·5·穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù);

α———熱輻射傳熱系數(shù);

r

β、β———彎矩作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù);

mxmy

β、β———彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù);

txty

γ、γ———截面塑性發(fā)展系數(shù);

m

γ———結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);

0T

γ———永久荷載的分項(xiàng)系數(shù);

G

ε———綜合輻射率;

r

η———截面影響系數(shù);

η———高溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù);

cT

η———高溫下鋼材的屈服強(qiáng)度折減系數(shù);

sT

λ———構(gòu)件的長細(xì)比;

λ———彈塑性失穩(wěn)的界限長細(xì)比;

0

λ———彈性失穩(wěn)的界限長細(xì)比;

p

———斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù);

φ———常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

φ———常溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

b

φ———高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

T

φ———高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

bT

?———樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù);

f

?———樓面或屋面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù);

q

?———風(fēng)荷載的頻遇值系數(shù);

w

χ———高溫下混凝土的彈性模量折減系數(shù);

cT

χ———高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)。

sT

·6·3基本規(guī)定

3.1防火要求

3.1.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級(jí),按現(xiàn)

行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定確定。柱間支

撐的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)與柱相同,樓蓋支撐的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)與梁

相同,屋蓋支撐和系桿的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)與屋頂承重構(gòu)件相同。

3.1.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限經(jīng)驗(yàn)算低于設(shè)計(jì)耐火極限時(shí),應(yīng)采

取防火保護(hù)措施。

3.1.3鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)應(yīng)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求

最高者相同。

3.1.4鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)文件應(yīng)注明建筑的耐火等級(jí)、構(gòu)件的設(shè)

計(jì)耐火極限、構(gòu)件的防火保護(hù)措施、防火材料的性能要求及設(shè)計(jì)

指標(biāo)。

3.1.5當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)與設(shè)計(jì)文件

要求不一致時(shí),應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻相等的原則確定保

護(hù)層的施用厚度,并應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。對(duì)于非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防

火涂料、防火板,可按本規(guī)范附錄A確定防火保護(hù)層的施用厚度;

對(duì)于膨脹型防火涂料,可根據(jù)涂層的等效熱阻直接確定其施用

厚度。

3.2防火設(shè)計(jì)

3.2.1鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防

火設(shè)計(jì)。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)的最不利荷載(作用)效應(yīng)組

合設(shè)計(jì)值,應(yīng)考慮火災(zāi)時(shí)結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載(作用),且

·7·應(yīng)按下列組合值中的最不利值確定:

S=γ(γS+S+?S)(3.2.2-1)

m0TGGkTkfQk

S=γ(γS+S+?S+?S)(3.2.2-2)

m0TGGkTkqQkwWk

式中:S———荷載(作用)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;

m

S———按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

Gk

S———按火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的溫度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的作用效應(yīng)值;

Tk

S———按樓面或屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

Qk

S———按風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

Wk

γ———結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);對(duì)于耐火等級(jí)為一級(jí)的建筑,

0T

γ=1.1;對(duì)于其他建筑,γ=1.0;

0T0T

γ———永久荷載的分項(xiàng)系數(shù),一般可取γ=1.0;當(dāng)永久荷

GG

載有利時(shí),取γ=0.9;

G

?———風(fēng)荷載的頻遇值系數(shù),取?=0.4;

ww

?———樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)

f

準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定取值;

?———樓面或屋面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù),應(yīng)按現(xiàn)行國家

q

標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定取值。

3.2.3鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、結(jié)構(gòu)類型和荷載

特征等選用基于整體結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算或基于構(gòu)件耐火驗(yàn)算的防火設(shè)

計(jì)方法,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

1跨度不小于60m的大跨度鋼結(jié)構(gòu),宜采用基于整體結(jié)構(gòu)

耐火驗(yàn)算的防火設(shè)計(jì)方法;

2預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)和跨度不小于120m的大跨度建筑中的鋼

結(jié)構(gòu),應(yīng)采用基于整體結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算的防火設(shè)計(jì)方法。

3.2.4基于整體結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算的鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法應(yīng)符合下

列規(guī)定:

1各防火分區(qū)應(yīng)分別作為一個(gè)火災(zāi)工況并選用最不利火災(zāi)

場景進(jìn)行驗(yàn)算;

2應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的熱膨脹效應(yīng)、結(jié)構(gòu)材料性能受高溫作用的影

·8·響,必要時(shí),還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響。

3.2.5基于構(gòu)件耐火驗(yàn)算的鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法應(yīng)符合下列

規(guī)定:

1計(jì)算火災(zāi)下構(gòu)件的組合效應(yīng)時(shí),對(duì)于受彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件

和壓彎構(gòu)件等以彎曲變形為主的構(gòu)件,可不考慮熱膨脹效應(yīng),且火

災(zāi)下構(gòu)件的邊界約束和在外荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力可采用常溫下

的邊界約束和內(nèi)力,計(jì)算構(gòu)件在火災(zāi)下的組合效應(yīng);對(duì)于軸心受

拉、軸心受壓等以軸向變形為主的構(gòu)件,應(yīng)考慮熱膨脹效應(yīng)對(duì)內(nèi)力

的影響。

2計(jì)算火災(zāi)下構(gòu)件的承載力時(shí),構(gòu)件溫度應(yīng)取其截面的最高

平均溫度,并應(yīng)采用結(jié)構(gòu)材料在相應(yīng)溫度下的強(qiáng)度與彈性模量。

3.2.6鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火驗(yàn)算和防火設(shè)計(jì),可采用耐火極限法、

承載力法或臨界溫度法,且應(yīng)符合下列規(guī)定:

1耐火極限法。在設(shè)計(jì)荷載作用下,火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)

際耐火極限不應(yīng)小于其設(shè)計(jì)耐火極限,并應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算。其

中,構(gòu)件的實(shí)際耐火極限可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)

方法第1部分:通用要求》GB/T9978.1、《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方

法第5部分:承重水平分隔構(gòu)件的特殊要求》GB/T9978.5、《建

筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第6部分:梁的特殊要求》GB/T9978.6、

《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第7部分:柱的特殊要求》GB/T9978.

7通過試驗(yàn)測定,或按本規(guī)范有關(guān)規(guī)定計(jì)算確定。

t≥t(3.2.6-1)

md

2承載力法。在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi),火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的

承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于其最不利的荷載(作用)組合效應(yīng)設(shè)計(jì)值,

并應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算。

R≥S(3.2.6-2)

dm

3臨界溫度法。在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi),火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件

的最高溫度不應(yīng)高于其臨界溫度,并應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算。

T≥T(3.2.6-3)

dm

·9·式中:t———火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際耐火極限;

m

t———鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)耐火極限,應(yīng)按本規(guī)范第3.1.1

d

條規(guī)定確定;

S———荷載(作用)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值,應(yīng)按本規(guī)范第3.2.2

m

條的規(guī)定確定;

R———結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值,應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第7章、第8

d

章的規(guī)定確定;

T———在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi)構(gòu)件的最高溫度,應(yīng)根據(jù)本

m

規(guī)范第6章的規(guī)定確定;

T———構(gòu)件的臨界溫度,應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第7章、第8章的規(guī)

d

定確定。

·10·4防火保護(hù)措施與構(gòu)造

4.1防火保護(hù)措施

4.1.1鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計(jì)耐

火極限和使用環(huán)境等因素,按照下列原則確定:

1防火保護(hù)施工時(shí),不產(chǎn)生對(duì)人體有害的粉塵或氣體;

2鋼構(gòu)件受火后發(fā)生允許變形時(shí),防火保護(hù)不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破

壞與失效;

3施工方便且不影響前續(xù)已完工的施工及后續(xù)施工;

4具有良好的耐久、耐候性能。

4.1.2鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)可采用下列措施之一或其中幾種的復(fù)

(組)合:

1噴涂(抹涂)防火涂料;

2包覆防火板;

3包覆柔性氈狀隔熱材料;

4外包混凝土、金屬網(wǎng)抹砂漿或砌筑砌體。

4.1.3鋼結(jié)構(gòu)采用噴涂防火涂料保護(hù)時(shí),應(yīng)符合下列

規(guī)定:

1室內(nèi)隱蔽構(gòu)件,宜選用非膨脹型防火涂料;

2設(shè)計(jì)耐火極限大于1.50h的構(gòu)件,不宜選用膨脹型防火

涂料;

3室外、半室外鋼結(jié)構(gòu)采用膨脹型防火涂料時(shí),應(yīng)選用符合

環(huán)境對(duì)其性能要求的產(chǎn)品;

4非膨脹型防火涂料涂層的厚度不應(yīng)小于10mm;

5防火涂料與防腐涂料應(yīng)相容、匹配。

4.1.4鋼結(jié)構(gòu)采用包覆防火板保護(hù)時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:

·11·1防火板應(yīng)為不燃材料,且受火時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)炸裂和穿透裂縫

等現(xiàn)象;

2防火板的包覆應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和所處部位進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì),

并應(yīng)采取確保安裝牢固穩(wěn)定的措施;

3固定防火板的龍骨及黏結(jié)劑應(yīng)為不燃材料。龍骨應(yīng)便于

與構(gòu)件及防火板連接,黏結(jié)劑在高溫下應(yīng)能保持一定的強(qiáng)度,并應(yīng)

能保證防火板的包敷完整。

4.1.5鋼結(jié)構(gòu)采用包覆柔性氈狀隔熱材料保護(hù)時(shí),應(yīng)符合下列

規(guī)定:

1不應(yīng)用于易受潮或受水的鋼結(jié)構(gòu);

2在自重作用下,氈狀材料不應(yīng)發(fā)生壓縮不均的現(xiàn)象。

4.1.6鋼結(jié)構(gòu)采用外包混凝土、金屬網(wǎng)抹砂漿或砌筑砌體保護(hù)

時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:

1當(dāng)采用外包混凝土?xí)r,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于

C20;

2當(dāng)采用外包金屬網(wǎng)抹砂漿時(shí),砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于

M5;金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)格不宜大于20mm,絲徑不宜小于0.6mm;砂漿

最小厚度不宜小于25mm;

3當(dāng)采用砌筑砌體時(shí),砌塊的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于MU

10。

4.2防火保護(hù)構(gòu)造

4.2.1鋼結(jié)構(gòu)采用噴涂非膨脹型防火涂料保護(hù)時(shí),其防火保護(hù)構(gòu)

造宜按圖4.2.1選用。有下列情況之一時(shí),宜在涂層內(nèi)設(shè)置與鋼

構(gòu)件相連接的鍍鋅鐵絲網(wǎng)或玻璃纖維布:

1構(gòu)件承受沖擊、振動(dòng)荷載;

2防火涂料的黏結(jié)強(qiáng)度不大于0.05MPa;

3構(gòu)件的腹板高度大于500mm且涂層厚度不小于30mm;

4構(gòu)件的腹板高度大于500mm且涂層長期暴露在室外。

·12·圖4.2.1防火涂料保護(hù)構(gòu)造圖

1—鋼構(gòu)件;2—防火涂料;3—鋅鐵絲網(wǎng)

4.2.2鋼結(jié)構(gòu)采用包覆防火板保護(hù)時(shí),鋼柱的防火板保護(hù)構(gòu)造

宜按圖4.2.2-1選用,鋼梁的防火板保護(hù)構(gòu)造宜按圖4.2.2-2

選用。

·13·

圖4.2.2-1防火板保護(hù)鋼柱的構(gòu)造圖

1—鋼柱;2—防火板;3—鋼龍骨;4—墊塊;5—自攻螺釘(射釘);

6—高溫黏貼劑;7—墻體

·14·圖4.2.2-2防火板保護(hù)鋼梁的構(gòu)造圖

1—鋼梁;2—防火板;3—鋼龍骨;4—墊塊;5—自攻螺釘(射釘);

6—高溫黏貼劑;7—墻體;8—樓板;9—金屬防火板

4.2.3鋼結(jié)構(gòu)采用包覆柔性氈狀隔熱材料保護(hù)時(shí),其防火保護(hù)構(gòu)

造宜按圖4.2.3選用。

圖4.2.3柔性氈狀隔熱材料防火保護(hù)構(gòu)造圖

1—鋼柱;2—金屬保護(hù)板;3—柔性氈狀隔熱材料;4—鋼龍骨;5—高溫黏貼劑;

6—支撐板;7—弧形支撐板;8—自攻螺釘(射釘)

·15·4.2.4鋼結(jié)構(gòu)采用外包混凝土或砌筑砌體保護(hù)時(shí),其防火保護(hù)構(gòu)

造宜按圖4.2.4選用,外包混凝土宜配構(gòu)造鋼筋。

圖4.2.4外包混凝土防火保護(hù)構(gòu)造圖

1—鋼構(gòu)件;2—混凝土;3—構(gòu)造鋼筋

4.2.5鋼結(jié)構(gòu)采用復(fù)合防火保護(hù)時(shí),鋼柱的防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖

4.2.5-1、4.2.5-2選用,鋼梁的防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖4.2.5-3選用。

·16·圖4.2.5-1鋼柱采用防火涂料和防火板復(fù)合保護(hù)的構(gòu)造圖

1—鋼柱;2—防火板;3—防火涂料;4—鋼龍骨;5—支撐板;6—墊塊;

7—自攻螺釘(射釘);8—高溫黏貼劑;9—墻體

圖4.2.5-2鋼柱采用柔性氈和防火板復(fù)合保護(hù)的構(gòu)造圖

1—鋼柱;2—防火板;3—柔性氈狀隔熱材料;4—鋼龍骨;5—墊塊;

6—自攻螺釘(射釘);7—高溫黏貼劑;8—墻體

·17·

圖4.2.5-3鋼梁采用防火涂料和防火板復(fù)合保護(hù)的構(gòu)造圖

1—鋼梁;2—防火板;3—鋼龍骨;4—墊塊;5—自攻螺釘(射釘);6—高溫黏貼劑;

7—墻體;8—樓板;9—金屬防火板;10—防火涂料

·18·5材料特性

5.1鋼材

5.1.1高溫下鋼材的物理參數(shù)應(yīng)按表5.1.1確定。

表5.1.1高溫下鋼材的物理參數(shù)

參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位

-5

α

熱膨脹系數(shù)1.4×10m/(m·℃)

s

λ

熱傳導(dǎo)系數(shù)45W/(m·℃)

s

c

比熱容600J/(kg·℃)

s

3

ρ

密度7850kg/m

s

5.1.2高溫下結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算。

f=ηf(5.1.2-1)

T

sT

1.020℃≤T≤300℃

ìs

?

-83-52

?

1.24×10T-2.096×10T

?

ss

η=

í

sT-3

?+9.228×10T-0.2168300℃<T<800℃

ss

?

?

?

0.5-T/2000800℃≤T≤1000℃

ss

(5.1.2-2)

式中:T———鋼材的溫度(℃);

s

2

f———高溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm);

T

2

f———常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm),應(yīng)按現(xiàn)行國

家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定

取值;

η———高溫下鋼材的屈服強(qiáng)度折減系數(shù)。

sT

5.1.3高溫下結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量應(yīng)按下列公式計(jì)算。

·19·E=χE(5.1.3-1)

sTs

sT

7T-4780

s

ì

?20℃≤T<600℃

s

6T-4760

?

s

χ=

í

sT

?1000-T

s

600℃≤T≤1000℃

?

s

?

6T-2800

s

(5.1.3-2)

2

式中:E———高溫下鋼材的彈性模量(N/mm);

sT

2

E———常溫下鋼材的彈性模量(N/mm),應(yīng)按照現(xiàn)行國家

s

標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定取值;

χ———高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)。

sT

5.1.4高溫下耐火鋼的強(qiáng)度可按本規(guī)范第5.1.2條式(5.1.2-1)

確定。其中,屈服強(qiáng)度折減系數(shù)η應(yīng)按下式計(jì)算。

sT

6(T-768)

s

ì

?

20℃≤T<700℃

s

5(T-918)

?

s

η=(5.1.4)

í

sT

1000-T

?

s

?700℃≤T≤1000℃

s

?

8(T-600)

s

5.1.5高溫下耐火鋼的彈性模量可按本規(guī)范第5.1.3條式(5.1.3-

1)確定。其中,彈性模量折減系數(shù)χ應(yīng)按下式計(jì)算。

sT

T-20

ìs

?

1-20℃≤T<650℃

s

2520

?

?

χ=7(T-650)

í

s

sT

0.75-650℃≤T<900℃

?

s

2500

?

?

?

0.5-0.0005T900℃≤T≤1000℃

ss

(5.1.5)

5.2混凝土

5.2.1高溫下普通混凝土的熱工參數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定確定:

-5

1熱膨脹系數(shù)α應(yīng)為1.8×10m/(m·℃),密度ρ應(yīng)為

cc

·20·3

2300kg/m;

2熱傳導(dǎo)系數(shù)λ應(yīng)按下式計(jì)算:

c

2

T

T

c

c

λ=1.68-0.19+0.0082(5.2.1-1)

c()

100

100

3比熱容c應(yīng)按下式計(jì)算:

c

2

T

T

c

c

c=890+56.2-3.4(5.2.1-2)

c()

100

100

式中:T———混凝土的溫度(℃);

c

λ———混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m·℃)];

c

c———混凝土的比熱容[J/(kg·℃)]。

c

5.2.2高溫下普通混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量應(yīng)分別按下

列公式計(jì)算確定。

f=ηf(5.2.2-1)

cTc

cT

E=χE(5.2.2-2)

cTc

cT

式中:f———溫度為T時(shí)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/

cTc

2

mm);

2

f———常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm),應(yīng)

c

按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010

取值;

2

E———高溫下混凝土的彈性模量(N/mm);

cT

2

E———常溫下混凝土的彈性模量(N/mm),應(yīng)按現(xiàn)行國家

c

標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010取值;

η———高溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù);對(duì)于強(qiáng)度

cT

等級(jí)低于或等于C60的混凝土,應(yīng)按表5.2.2取值;

其他溫度下的值,可采用線性插值方法確定;

χ———高溫下混凝土的彈性模量折減系數(shù);對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)

cT

低于或等于C60的混凝土,應(yīng)按表5.2.2取值;其他

溫度下的值,可采用線性插值方法確定。

·21·表5.2.2高溫下普通混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)η及

cT

彈性模量折減系數(shù)

χ

cT

T(℃)20100200300400500600700800900100011001200

c

η

1.001.000.950.850.750.600.450.300.150.080.040.010

cT

χ1.0000.6250.4320.3040.1880.1000.0450.0300.0150.0080.0040.0010

cT

5.2.3高溫下輕骨料混凝土的熱工性能應(yīng)符合下列規(guī)定確定:

-5

1熱膨脹系數(shù)α應(yīng)為0.8×10m/(m·℃),密度ρ應(yīng)在

cc

33

1600kg/m~2300kg/m間取值:

2熱傳導(dǎo)系數(shù)λ應(yīng)按下式計(jì)算:

c

T

c

λ=1.0-20℃≤T<800℃

cc

1600(5.2.3)

{

λ=0.5800℃≤T<1200℃

cc

3比熱容c應(yīng)為840J/(kg·℃)。

c

5.2.4高溫下輕骨料混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度和彈性模量可按本

規(guī)范公式(5.2.2)計(jì)算。當(dāng)輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)低于或等于

C60時(shí),高溫下輕骨料混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)η、彈性

cT

模量折減系數(shù)χ可按表5.2.4確定;其他溫度下的值,可采用線

cT

性插值方法確定。

表5.2.4高溫下輕骨料混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)η及

cT

彈性模量折減系數(shù)χ

cT

T(℃)20100200300400500600700800900100011001200

c

η

1.001.001.001.000.880.760.640.520.400.280.160.040

cT

χ

1.0000.6250.4320.3040.1880.1000.0450.0300.0150.0080.0040.0010

cT

5.2.5高溫下其他類型混凝土的熱工性能與力學(xué)性能,應(yīng)通過試

驗(yàn)確定。

5.3防火保護(hù)材料

5.3.1非膨脹型防火涂料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù),可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐火試

·22·驗(yàn)得到的鋼試件實(shí)測升溫曲線和試件的保護(hù)層厚度按下式計(jì)算:

d

i

λ=(5.3.1)

i

-5

F

5×10

i

·

2

V

T-T

ss0

-0.044

+0.2

()

t

0

式中:λ———等效熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m·℃)];

i

d———防火保護(hù)層的厚度(m);

i

-1

F/V———有防火保護(hù)鋼試件的截面形狀系數(shù)(m),應(yīng)按本

i

規(guī)范第6.2.2條計(jì)算;

T———開始時(shí)鋼試件的溫度,可取20℃;

s0

T———鋼試件的平均溫度(℃),取540℃;

s

t———鋼試件的平均溫度達(dá)到540℃的時(shí)間(s)。

0

5.3.2膨脹型防火涂料保護(hù)層的等效熱阻,可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)

得到的鋼構(gòu)件實(shí)測升溫曲線按下式計(jì)算:

-5

F

5×10

i

R=·(5.3.2)

i

2

V

T-T

ss0

-0.044

(+0.2)

t

0

式中:R———防火保護(hù)層的等效熱阻(對(duì)應(yīng)于該防火保護(hù)層厚

i

2

度)(m·℃/W)。

5.3.3膨脹型防火涂料應(yīng)給出最大使用厚度、最小使用厚度的等

效熱阻以及防火涂料使用厚度按最大使用厚度與最小使用厚度之

差的1/4遞增的等效熱阻,其他厚度下的等效熱阻可采用線性插

值方法確定。

5.3.4其他防火保護(hù)材料的等效熱阻或等效熱傳導(dǎo)系數(shù),應(yīng)通過

試驗(yàn)確定。

·23·6鋼結(jié)構(gòu)的溫度計(jì)算

6.1火災(zāi)升溫曲線

6.1.1常見建筑的室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線可按下列規(guī)定確定:

1對(duì)于以纖維類物質(zhì)為主的火災(zāi),可按下式確定:

T-T=345lg(8t+1)(6.1.1-1)

gg0

2對(duì)于以烴類物質(zhì)為主的火災(zāi),可按下式確定:

-t/6-2.5t

()

T-T=1080×

1-0.325e-0.675e

gg0

(6.1.1-2)

式中:t———火災(zāi)持續(xù)時(shí)間(min);

T———火災(zāi)發(fā)展到t時(shí)刻的熱煙氣平均溫度(℃);

g

T———火災(zāi)前室內(nèi)環(huán)境的溫度(℃),可取20℃。

g0

6.1.2當(dāng)能準(zhǔn)確確定建筑的火災(zāi)荷載、可燃物類型及其分布、幾

何特征等參數(shù)時(shí),火災(zāi)升溫曲線可按其他有可靠依據(jù)的火災(zāi)模型

確定。

6.1.3當(dāng)實(shí)際火災(zāi)升溫曲線不同于標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線時(shí),鋼結(jié)構(gòu)

在實(shí)際火災(zāi)作用下的等效曝火時(shí)間t可按實(shí)際火災(zāi)升溫曲線、時(shí)

e

間軸、時(shí)刻t直線三者所圍成的面積與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線、時(shí)間

軸、時(shí)刻t直線三者所圍成的面積相等的原則經(jīng)計(jì)算確定。

e

6.2鋼構(gòu)件升溫計(jì)算

6.2.1火災(zāi)下無防火保護(hù)鋼構(gòu)件的溫度可按下列公式計(jì)算。

1F

ΔT=α···(T-T)Δt(6.2.1-1)

sgs

ρcV

ss

α=α+α(6.2.1-2)

cr

44

(T+273)-(T+273)

gs

α=εσ(6.2.1-3)

rr

T-T

gs

·24·式中:t———火災(zāi)持續(xù)時(shí)間(s);

Δt———時(shí)間步長(s),取值不宜大于5s;

ΔT———鋼構(gòu)件在時(shí)間(t,t+Δt)內(nèi)的溫升(℃);

s

T、T———分別為t時(shí)刻鋼構(gòu)件的內(nèi)部溫度和熱煙氣的平均溫度

sg

(℃);

3

ρ、c———分別為鋼材的密度(kg/m)和比熱[J/(kg·℃)];

ss

-1

F/V———無防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)(m);

2

F———單位長度鋼構(gòu)件的受火表面積(m);

3

V———單位長度鋼構(gòu)件的體積(m);

2

α———綜合熱傳遞系數(shù)[W/(m·℃)];

2

α———熱對(duì)流傳熱系數(shù)[W/(m·℃)],可取25W/

c

2

(m·℃);

2

α———熱輻射傳熱系數(shù)[W/(m·℃)];

r

ε———綜合輻射率,可按表6.2.1取值;

r

-82

σ———斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù),為5.67×10W/(m·

4

℃)。

表6.2.1綜合輻射率ε

r

鋼構(gòu)件形式綜合輻射率ε

r

四面受火的鋼柱0.7

上翼緣埋于混凝土樓板內(nèi),僅下翼緣、腹板受火0.5

鋼梁上翼緣的寬度與梁高之比大于或等于0.50.5

混凝土樓板放置

在上翼緣

上翼緣的寬度與梁高之比小于0.50.7

箱梁、格構(gòu)梁0.7

6.2.2火災(zāi)下有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的溫度可按下式計(jì)算。

F

1

i

ΔT=α···(T-T)Δt(6.2.2-1)

sgs

ρcV

ss

1當(dāng)防火保護(hù)層為非輕質(zhì)防火保護(hù)層,即2ρcdF>

iiii

ρcV時(shí):

ss

·25·λ

1

i

α=·(6.2.2-2)

ρcdFd

iiiii

1+

2ρcV

ss

2當(dāng)防火保護(hù)層為輕質(zhì)防火保護(hù)層,即2ρcdF≤ρcV時(shí):

iiiiss

對(duì)于膨脹型防火涂料防火保護(hù)層:

1

α=(6.2.2-3)

R

i

對(duì)于非膨脹型防火涂料、防火板等防火保護(hù)層:

λ

i

α=(6.2.2-4)

d

i

式中:c———防火保護(hù)材料的比熱容[J/(kg·℃)];

i

3

ρ———防火保護(hù)材料的密度(kg/m);

i

2

R———防火保護(hù)層的等效熱阻(m·℃/W);

i

λ———防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m·℃)];

i

d———防火保護(hù)層的厚度(m);

i

-1

F/V———有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)(m);

i

2

F———有防火保護(hù)鋼構(gòu)件單位長度的受火表面積(m);對(duì)

i

于外邊緣型防火保護(hù),取單位長度鋼構(gòu)件的防火保

護(hù)材料內(nèi)表面積;對(duì)于非外邊緣型防火保護(hù),取沿單

位長度鋼構(gòu)件所測得的可能的矩形包裝的最小內(nèi)表

面積;

3

V———單位長度鋼構(gòu)件的體積(m)。

6.2.3在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下,采用輕質(zhì)防火保護(hù)層的鋼構(gòu)件的溫度可按

下式近似計(jì)算;在非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下,計(jì)算采用輕質(zhì)防火保護(hù)層的鋼構(gòu)

件的溫度時(shí),火災(zāi)時(shí)間t應(yīng)采用按本規(guī)范第6.1.3條確定的等效

曝火時(shí)間t。

e

F

-5i

T=t+TT≤700℃

ss0s

(0.044+5.0×10α-0.2)

V

(6.2.3)

式中:t———火災(zāi)持續(xù)時(shí)間(s)。

·26·7鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火保護(hù)設(shè)計(jì)

7.1承載力法

Ⅰ基本鋼構(gòu)件

7.1.1火災(zāi)下軸心受拉鋼構(gòu)件或軸心受壓鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下

式驗(yàn)算:

N

≤f(7.1.1)

T

A

n

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸拉(壓)力設(shè)計(jì)值;

A———凈截面面積;

n

f———高溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第5.1節(jié)

T

規(guī)定確定。

7.1.2火災(zāi)下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式

驗(yàn)算:

N

≤f(7.1.2-1)

T

φA

T

φ=αφ(7.1.2-2)

c

T

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計(jì)值;

A———毛截面面積;

φ———高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

T

φ———常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按現(xiàn)

行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的

規(guī)定確定;

α———高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù),

c

應(yīng)根據(jù)構(gòu)件長細(xì)比和構(gòu)件溫度按表7.1.2

確定。

·27·表7.1.2高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)α

c

構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件耐火鋼構(gòu)件

λf/235≤1050100150200250≤1050100150200250

y

≤501.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000

1000.9980.9950.9880.9830.9820.9810.9990.9970.9930.9890.9890.988

1500.9970.9910.9790.9700.9680.9680.9980.9950.9890.9840.9830.983

2000.9950.9860.9680.9550.9520.9510.9980.9940.9870.9800.9790.979

2500.9930.9800.9550.9370.9330.9320.9980.9940.9860.9790.9780.977

3000.9900.9730.9390.9150.9100.9090.9980.9940.9870.9800.9790.979

3500.9890.9700.9330.9060.9020.9000.9980.9960.9900.9860.9850.985

4000.9910.9770.9470.9260.9220.9201.0000.9990.9980.9970.9960.996

溫度

(℃)

4500.9960.9900.9770.9670.9650.9651.0001.0011.0081.0121.0141.015

5001.0011.0021.0131.0191.0231.0241.0011.0041.0231.0351.0411.045

5501.0021.0071.0461.0631.0751.0811.0021.0081.0541.0731.0871.094

6001.0021.0071.0501.0691.0821.0881.0041.0141.1051.1361.1641.179

6500.9960.9890.9760.9650.9630.9621.0061.0231.1881.2501.3091.341

7000.9950.9860.9690.9550.9520.9521.0081.0301.2451.3501.4441.497

7501.0001.0011.0051.0081.0091.0091.0111.0441.3451.5891.7931.921

8001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0121.0501.3781.7221.9702.149

注:1表中λ為構(gòu)件的長細(xì)比,f為常溫下鋼材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

y

2溫度小于或等于50℃時(shí),α可取1.0;溫度大于50℃時(shí),表中未規(guī)定溫度時(shí)

c

的α應(yīng)按線性插值方法確定。

c

7.1.3火災(zāi)下單軸受彎鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算:

M

≤f(7.1.3)

T

γW

n

式中:M———火災(zāi)下構(gòu)件的最不利截面處的彎矩設(shè)計(jì)值;

W———鋼構(gòu)件最不利截面的凈截面模量;

n

γ———截面塑性發(fā)展系數(shù)。

·28·7.1.4火災(zāi)下單軸受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式驗(yàn)算:

M

≤f(7.1.4-1)

T

φW

bT

αφαφ≤0.6

bbbb

φ=

bT

0.282

{

1.07-≤1.0αφ>0.6

bb

αφ

bb

(7.1.4-2)

式中:M———火災(zāi)下構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計(jì)值;

W———按受壓最大纖維確定的構(gòu)件毛截面模量;

φ———高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

bT

φ———常溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)

b

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定確定;當(dāng)φ>

b

0.6時(shí),φ不作修正;

b

α———高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù),應(yīng)按表7.1.4

b

確定。

表7.1.4高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)α

b

溫度(℃)

20100150200250300350400

材料

結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件1.0000.9800.9660.9490.9290.9050.8960.917

耐火鋼構(gòu)件1.0000.9880.9820.9780.9770.9780.9840.996

溫度(℃)

450500550600650700750800

材料

結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件0.9621.0271.0941.1010.9610.9501.0111.000

耐火鋼構(gòu)件1.0171.0521.1111.2141.4191.6302.2562.640

7.1.5火災(zāi)下拉彎或壓彎鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算:

MM

N

xy

±±≤f(7.1.5)

T

AγWγW

nxnxyny

式中:M、M———火災(zāi)下最不利截面處對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸x軸和弱軸y

xy

·29·軸的彎矩設(shè)計(jì)值;

W、W———繞x軸和y軸的凈截面模量;

nxny

γ、γ———繞強(qiáng)軸和弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù)。

xy

7.1.6火災(zāi)下壓彎鋼構(gòu)件繞強(qiáng)軸x軸彎曲和繞弱軸y軸彎曲時(shí)

的穩(wěn)定性應(yīng)分別按下列公式驗(yàn)算:

βMβM

Nmxxtyy

++η≤f

T

φAγW(1-0.8N/N′)φW

xTxxExTbyTy

(7.1.6-1)

22

N′=πEA/(1.1λ)(7.1.6-2)

ExTsTx

βMβM

N

txxmyy

+η+≤f

T

φAφWγW(1-0.8N/N′)

yTbxTxyyEyT

(7.1.6-3)

22

N′=πEA/(1.1λ)(7.1.6-4)

EyTsTy

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計(jì)值;

M、M———火災(zāi)下所計(jì)算鋼構(gòu)件段范圍內(nèi)對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的最

xy

大彎矩設(shè)計(jì)值;

A———毛截面面積;

W、W———對(duì)強(qiáng)軸和弱軸按其最大受壓纖維確定的毛截面

xy

模量;

N′、N′———高溫下繞強(qiáng)軸和弱軸彎曲的參數(shù);

ExTEyT

λ、λ———對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的長細(xì)比;

xy

φ、φ———高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸和弱軸失穩(wěn)的

xTyT

穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按本規(guī)范第7.1.2條式(7.1.2-2)

計(jì)算;

φ、φ———高溫下均勻彎曲受彎鋼構(gòu)件對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸和弱軸失穩(wěn)

bxTbyT

的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按本規(guī)范第7.1.4條式(7.1.4-2)

計(jì)算;

η———截面影響系數(shù),對(duì)于閉口截面,取0.7;對(duì)于其他截

面,取1.0;

·30·β、β———彎矩作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù),應(yīng)按下列規(guī)定

mxmy

采用(β表示β、β):

mmxmy

1)框架柱和兩端支承的構(gòu)件:

①無橫向荷載作用時(shí):取β=0.65+0.35M/M,M和M

m2112

為端彎矩,使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率(無反彎點(diǎn))時(shí)取同號(hào);使構(gòu)件產(chǎn)

生反向曲率(有反彎點(diǎn))時(shí)取異號(hào),≥;

MM

12

②有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí):使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率

時(shí),β=1.0;使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí),β=0.85;

mm

③無端彎矩但有橫向荷載作用時(shí):β=1.0。

m

2)懸臂構(gòu)件和分析內(nèi)力未考慮二階效應(yīng)的無支撐純框架

和弱支撐框架柱,β=1.0;

m

β、β———彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù),應(yīng)按下列規(guī)定

txty

采用(β表示β、β):

ttxty

1)在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件,應(yīng)根據(jù)兩相鄰支承點(diǎn)

間構(gòu)件段內(nèi)的荷載和能力情況確定:

①所考慮構(gòu)件段無橫向荷載作用時(shí):β=0.65+0.35M/M

t21

,M和M為在彎矩作用平面內(nèi)的端彎矩,使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率

12

(無反彎點(diǎn))時(shí)取同號(hào);使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率(有反彎點(diǎn))時(shí)取異

號(hào),≥;

MM

12

②所考慮構(gòu)件段有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí):使構(gòu)件產(chǎn)

生同向曲率時(shí),β=1.0;使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí),β=1.0;

tt

③所考慮構(gòu)件段無端彎矩但有橫向荷載作用時(shí):β=1.0。

t

2)彎矩作用平面外為懸臂的構(gòu)件,β=1.0。

t

Ⅱ鋼框架梁、柱

7.1.7火災(zāi)下受樓板側(cè)向約束的鋼框架梁的承載力可按下式

驗(yàn)算:

M≤fW(7.1.7)

Tp

式中:M———火災(zāi)下鋼框架梁上荷載產(chǎn)生的最大彎矩設(shè)計(jì)值,不

考慮溫度內(nèi)力;

W———鋼框架梁截面的塑性截面模量。

p

7.1.8火災(zāi)下鋼框架柱的承載力可按下式驗(yàn)算:

·31·N

≤0.7f(7.1.8)

T

φA

T

式中:N———火災(zāi)下鋼框架柱所受的軸壓力設(shè)計(jì)值;

A———鋼框架柱的毛截面面積;

φ———高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按式(7.1.2-2)

T

計(jì)算,其中鋼框架柱計(jì)算長度應(yīng)按柱子長度確定。

7.2臨界溫度法

Ⅰ基本鋼構(gòu)件的臨界溫度

7.2.1軸心受拉鋼構(gòu)件的臨界溫度T應(yīng)根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R

d

按表7.2.1確定,R應(yīng)按下式計(jì)算:

N

R=(7.2.1)

Af

n

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸拉力設(shè)計(jì)值;

A———鋼構(gòu)件的凈截面面積;

n

f———常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

表7.2.1按截面強(qiáng)度荷載比R確定的鋼構(gòu)件的臨界溫度T(℃)

d

R0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

結(jié)構(gòu)鋼

663641621601581562542523502481459435407

構(gòu)件

耐火鋼

718706694679661641618590557517466401313

構(gòu)件

7.2.2軸心受壓鋼構(gòu)件的臨界溫度T,應(yīng)取臨界溫度T′、T″

ddd

中的較小者。臨界溫度T′應(yīng)根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R按本規(guī)范第

d

7.2.1條表7.2.1確定,R應(yīng)按式(7.2.2-1)計(jì)算;臨界溫度T″應(yīng)

d

根據(jù)構(gòu)件穩(wěn)定荷載比R′和構(gòu)件長細(xì)比λ按表7.2.2確定,R′應(yīng)

按下列公式計(jì)算:

N

R=(7.2.2-1)

Af

n

·32·N

R′=(7.2.2-2)

φAf

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸壓力設(shè)計(jì)值;

A———鋼構(gòu)件的毛截面面積;

φ———常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。

表7.2.2根據(jù)穩(wěn)定荷載比R′確定的軸心受壓鋼構(gòu)件的臨界溫度T″(℃)

d

構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件耐火鋼構(gòu)件

≤50100150200≥250≤50100150200≥250

λf/235

y

0.30661660658658658721743761776786

0.35640640640640640709727743758767

0.40621623624625625697715727740750

0.45602608610611611682704713724732

0.50582590594596597666692702710717

0.55563571575577578646678690699703

R′0.60544553556559560623661675686691

0.65524531534537539596638655669676

0.70503507510512513562600623644655

0.75480481480481482521548567586596

0.80456450443442441468481492498504

0.85428412394390388399397395393393

0.90393362327318315302288272270268

注:表中λ為構(gòu)件的長細(xì)比,f為常溫下鋼材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

y

7.2.3單軸受彎鋼構(gòu)件的臨界溫度T應(yīng)取下列臨界溫度T′、

dd

T″中的較小者:

d

1臨界溫度T′應(yīng)根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R按本規(guī)范第7.2.1

d

條表7.2.1確定,R應(yīng)按下式計(jì)算:

M

R=(7.2.3-1)

γWf

n

·33·式中:M———火災(zāi)下鋼構(gòu)件最不利截面處的彎矩設(shè)計(jì)值;

W———鋼構(gòu)件最不利截面的凈截面模量;

n

γ———截面塑性發(fā)展系數(shù)。

2臨界溫度T″應(yīng)根據(jù)構(gòu)件穩(wěn)定荷載比R′和常溫下受彎構(gòu)

d

件的穩(wěn)定系數(shù)φ按表7.2.3確定T″,R′應(yīng)按下式計(jì)算:

bd

M

R′=(7.2.3-2)

φWf

b

式中:M———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計(jì)值;

W———鋼構(gòu)件的毛截面模量;

φ———常溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)

b

準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定計(jì)算。

表7.2.3根據(jù)構(gòu)件穩(wěn)定荷載比R′確定的受彎鋼構(gòu)件的臨界溫度T″(℃)

d

構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件耐火鋼構(gòu)件

φ

≤0.50.60.70.80.91.0≤0.50.60.70.80.91.0

b

0.30657657661662663664764750740732726718

0.35640640641642642642748734724717712706

0.40626625624623623621733720712706701694

0.45612610608606604601721709701694688679

0.50599594591588585582709698688680672661

0.55581576572569566562699685673663653641

R′0.60563557553549547543688670655642631618

0.65542536532528526523673650631615603590

0.70515511508506505503655621594580569557

0.75482482483483482482625572547535526517

0.80439439452456458459525496483476471466

0.85384384417426431434393393397399400400

0.90302302371389399405267267290299306311

·34·7.2.4拉彎鋼構(gòu)件的臨界溫度T,應(yīng)根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R按

d

本規(guī)范第7.2.1條表7.2.1確定,R應(yīng)按下式計(jì)算:

1MM

N

xy

R=(7.2.4)

±±

[]

f

AγWγW

nxnxyny

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸拉力設(shè)計(jì)值;

M、M———火災(zāi)下鋼構(gòu)件最不利截面處對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸和弱軸的

xy

彎矩設(shè)計(jì)值;

A———鋼構(gòu)件最不利截面的凈截面面積;

n

W、W———對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的凈截面模量;

nxny

γ、γ———繞強(qiáng)軸和繞弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù)。

xy

7.2.5壓彎鋼構(gòu)件的臨界溫度T應(yīng)取下列臨界溫度T′、T″、

dddx

T″中的最小者:

dy

1臨界溫度T′應(yīng)根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R按表7.2.1確定,

d

R應(yīng)按下式計(jì)算:

1MM

N

xy

R=(7.2.5-1)

[±±]

f

AγWγW

nxnxyny

式中:N———火災(zāi)下鋼構(gòu)件的軸壓力設(shè)計(jì)值。

2臨界溫度T″應(yīng)根據(jù)繞強(qiáng)軸x軸彎曲的構(gòu)件穩(wěn)定荷載比

dx

R′和長細(xì)比λ分別按表7.2.5-1和表7.2.5-2確定,R′應(yīng)按下

xxx

列公式計(jì)算:

1βMβM

Nmxxtyy

R′=

++η

x[]

f

φAγW(1-0.8N/N′)φW

xxxExbyy

(7.2.5-2)

22

N′=πEA/(1.1λ)(7.2.5-3)

Exsx

式中:M、M———火災(zāi)下所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的

xy

最大彎矩設(shè)計(jì)值;

W、W———對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的毛截面模量;

xy

N′———繞強(qiáng)軸彎曲的參數(shù);

Ex

·35·E———常溫下鋼材的彈性模量;

s

λ———對(duì)強(qiáng)軸的長細(xì)比;

x

φ———常溫下軸心受壓構(gòu)件對(duì)強(qiáng)軸失穩(wěn)的穩(wěn)定系數(shù);

x

φ———常溫下均勻彎曲受彎構(gòu)件對(duì)弱軸失穩(wěn)的穩(wěn)定

by

系數(shù),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50017的規(guī)定計(jì)算;

γ———繞強(qiáng)軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù);

x

η———截面影響系數(shù),對(duì)于閉口截面,η=0.7;對(duì)于

其他截面,η=1.0;

β———彎矩作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù),應(yīng)按本規(guī)范

mx

第7.1.6條的規(guī)定計(jì)算;

β———彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù),應(yīng)按本規(guī)范

ty

第7.1.6條的規(guī)定計(jì)算。

3臨界溫度T″應(yīng)根據(jù)繞強(qiáng)軸y軸彎曲的構(gòu)件穩(wěn)定荷載比

dy

R′和長細(xì)比λ分別按表7.2.5-1和表7.2.5-2確定,R′應(yīng)按下

yyy

列公式計(jì)算。

1βMβM

N

txxmyy

R′=

+η+

y[]

f

φAφWγW(1-0.8N/N′)

ybxxyyEy

(7.2.5-4)

22

N′=πEA/(1.1λ)(7.2.5-5)

Eysy

式中:N′———繞強(qiáng)軸彎曲的參數(shù);

Ey

λ———鋼構(gòu)件對(duì)弱軸的長細(xì)比;

y

φ———常溫下軸心受壓構(gòu)件對(duì)弱軸失穩(wěn)的穩(wěn)定系數(shù);

y

φ———常溫下均勻彎曲受彎構(gòu)件對(duì)強(qiáng)軸失穩(wěn)的穩(wěn)定系

bx

數(shù),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB

50017的規(guī)定計(jì)算;

γ———繞弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù)。

y

·36·表7.2.5-1壓彎結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件按穩(wěn)定荷載比R′(或R′)確定的

xy

臨界溫度(或)(℃)

T″T″

dxdy

R′(或R′)

0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

xy

≤50657636616597577558538519498477454431408

f

y

λ

x

235

100648628610592573553533513491468443416390

或

150645625608591572552532510487462434404374

f

y

λ

y

≥200643624607590571552531509486459430400370

235

表7.2.5-2壓彎耐火鋼構(gòu)件按穩(wěn)定荷載比(或)確定的

R′R′

xy

臨界溫度T″(或T″)(℃)

dxdy

R′

0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

y

≤50717705692677660640616587553511459403347

100722708696682666647622590552504442375308

f

y

λ

y

235

150728714701688673655630598555502434360286

≥200731716703690676658635601557501430353276

Ⅱ鋼框架梁、柱的臨界溫度

7.2.6受樓板側(cè)向約束的鋼框架梁的臨界溫度T可根據(jù)截面強(qiáng)

d

度荷載比R按本規(guī)范第7.2.1條表7.2.1確定,R應(yīng)按下式計(jì)算:

M

R=(7.2.6)

Wf

p

式中:M———鋼框架梁上荷載產(chǎn)生的最大彎矩設(shè)計(jì)值,不考慮溫

度內(nèi)力;

W———鋼框架梁截面的塑性截面模量。

p

7.2.7鋼框架柱的臨界溫度T可根據(jù)穩(wěn)定荷載比R′按本規(guī)范

d

第7.2.2條表7.2.2確定,R′應(yīng)按下式計(jì)算:

N

R′=(7.2.7)

0.7φAf

式中:N———火災(zāi)時(shí)鋼框架柱所受的軸壓力設(shè)計(jì)值;

A———鋼框架柱的毛截面面積;

·37·φ———常溫下軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。

Ⅲ防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度

7.2.8鋼構(gòu)件采用輕質(zhì)防火保護(hù)層時(shí),防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度可

根據(jù)鋼構(gòu)件的臨界溫度按下列規(guī)定確定:

1對(duì)于膨脹型防火涂料,防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度宜根據(jù)防火

保護(hù)材料的等效熱阻經(jīng)計(jì)算確定。等效熱阻可根據(jù)臨界溫度按下

式計(jì)算:

-5

F

5×10i

R=·(7.2.8-1)

i2

V

T-T

ds0

-0.044

+0.2

()

t

m

2對(duì)于非膨脹型防火涂料、防火板,防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度

宜根據(jù)防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)按式(7.2.8-2)計(jì)算確定。

d=Rλ(7.2.8-2)

iii

2

式中:R———防火保護(hù)層的等效熱阻(m·℃/W);

i

T———鋼構(gòu)件的臨界溫度(℃);

d

T———鋼構(gòu)件的初始溫度(℃),可取20℃;

s0

t———鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)耐火極限(s);當(dāng)火災(zāi)熱煙氣的溫度不

m

按標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線確定時(shí),應(yīng)取等效曝火時(shí)間;

-1

F/V———有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)(m);

i

d———防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度(m);

i

λ———防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m·℃)]。

i

7.2.9鋼構(gòu)件采用非輕質(zhì)防火保護(hù)層時(shí),防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度

應(yīng)按本規(guī)范第6.2.2條的規(guī)定經(jīng)計(jì)算確定。

·38·8組合結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火保護(hù)設(shè)計(jì)

8.1鋼管混凝土柱

8.1.1符合下列條件的實(shí)心矩形和圓形鋼管混凝土柱,可按本規(guī)

范第8.1.2條~第8.1.9條進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火保護(hù)設(shè)計(jì)。

1鋼管采用Q235、Q345、Q390和Q420鋼,混凝土強(qiáng)度等級(jí)

為C30~C80,且含鋼率A/A為0.04~0.20;

sc

2柱長細(xì)比λ為10~60;

3圓鋼管混凝土柱的截面外直徑為200mm~1400mm,荷載

偏心率e/r為0~3.0(e為荷載偏心距,r為鋼管截面外半徑);矩

形鋼管混凝土柱的截面短邊長度為200mm~1400mm,荷載偏心

率e/r為0~3.0(e為荷載偏心距,r為荷載偏心方向邊長的一

半)。

8.1.2鋼管混凝土柱應(yīng)根據(jù)其荷載比R、火災(zāi)下的承載力系數(shù)k按

T

下列規(guī)定采取防火保護(hù)措施。荷載比R應(yīng)按本規(guī)范第8.1.3條計(jì)算,

圓鋼管混凝土柱、矩形鋼管混凝土柱火災(zāi)下的承載力系數(shù)k應(yīng)分別

T

按本規(guī)范第8.1.6條、第8.1.7條的規(guī)定計(jì)算,且應(yīng)符合下列規(guī)定:

1當(dāng)R<0.75k時(shí),可不采取防火保護(hù)措施。

T

2當(dāng)R≥0.75k時(shí),應(yīng)采取防火保護(hù)措施。對(duì)于圓鋼管混

T

凝土柱,按第8.1.8條計(jì)算防火保護(hù)層厚度;對(duì)于矩形鋼管混凝土

柱,按第8.1.9條計(jì)算防火保護(hù)層厚度。

8.1.3鋼管混凝土柱的荷載比應(yīng)按下式計(jì)算:

N

R=(8.1.3)

?

N

式中:R———鋼管混凝土柱的荷載比;

N———火災(zāi)下鋼管混凝土柱的軸壓力設(shè)計(jì)值;

·39·?

N———常溫下鋼管混凝土柱的抗壓承載力設(shè)計(jì)值,可按本

規(guī)范第8.1.4條、第8.1.5條的規(guī)定確定。

?

8.1.4常溫下圓鋼管混凝土柱的抗壓承載力設(shè)計(jì)值N,當(dāng)

M/M≤1時(shí),應(yīng)按式(8.1.4-1)計(jì)算確定;當(dāng)M/M>1時(shí),應(yīng)按式

uu

(8.1.4-2)計(jì)算確定:

2

?1-2φη

ì

βM

?N0m

+=1

?

??

φNM

1-0.4N/N

uu

E

(8.1.4-1)

í

?

?

N

3

2φη≤≤1

?

?0

N

u

-1.15-1.15

?2?

0.18AfN0.36AfN

ì

ss

?-

32()2()

ηN

φηN

AfAf

?u

ccucc

0

0

?

?

βM

1

m

(8.1.4-2)

í

+=1

?

?M

1-0.4N/N

u

E

?

?

N

33

?

?φη≤<2φη

?00

N

u

其中:

Af

s

()

N=f(8.1.4-3)

1.14+1.02A+A

u()c

sc

Af

cc

AfAf

ssy

M=1.1+0.48lnWf

1.14+1.02+0.1

u()[()]scc

AfAf

cccc

(8.1.4-4)

2

π(EA+EA)

sscc

N=(8.1.4-5)

E2

λ

·40·AfAf

ì

sysy

?

0.5-0.245≤0.4

AfAf

?

?cckcck

η=

í

0-0.84

Af

?Af

sy

sy

0.1+0.14>0.4

()

?

Af

?Af

cck

cck

(8.1.4-6)

1λ≤λ

0

ì

?

?b(λ-λ)

0

22

?

()

1+a-λ<λ≤λ

λ-2λλ+2λλ-λ

0p

3

pp00

φ=

í

(λ+35)

p

?

b

?

?

λ>λ

p

2

?

(λ+35)

(8.1.4-7)

3

(λ+35)-b(35+2λ-λ)

pp0

a=(8.1.4-8)

23

(λ-λ)(λ+35)

p0p

0.30.05

10A

23525

s

b=

13000+4657ln

()()()

ff+5A

yck

c

(8.1.4-9)

4l

0

λ=(8.1.4-10)

D

1743

λ=(8.1.4-11)

p

f

y

Af

sy

420+550

Af

1

cck

λ=π×(8.1.4-12)

0

fAf

cksy

1.02+1.14

Af

cck

?

式中:N———常溫下鋼管混凝土柱的抗壓承載力設(shè)計(jì)值;

M———常溫下所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最不利組合下的彎

矩值;

N———常溫下軸心受壓鋼管混凝土短柱的抗壓承載力設(shè)

u

計(jì)值;

·41·N———?dú)W拉臨界力;

E

M———常溫下鋼管混凝土柱受純彎時(shí)的抗彎承載力設(shè)

u

計(jì)值;

f———常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

f———常溫下鋼材的屈服強(qiáng)度;

y

f———常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

c

f———常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

ck

A———鋼管混凝土柱中混凝土的截面面積;

c

A———鋼管混凝土柱中鋼管的截面面積;

s

E———常溫下混凝土的彈性模量;

c

E———常溫下鋼材的彈性模量;

s

D———截面高度,取柱截面外直徑;

l———計(jì)算長度;

0

W———截面抗彎模量,取柱截面外直徑計(jì)算;

sc

a、b、η———計(jì)算參數(shù);

0

β———等效彎矩系數(shù),按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

m

范》GB50017確定;

φ———軸心受壓穩(wěn)定系數(shù);

λ———長細(xì)比;

λ———彈性失穩(wěn)的界限長細(xì)比;

p

λ———彈塑性失穩(wěn)的界限長細(xì)比。

0

?

8.1.5常溫下矩形鋼管混凝土柱的抗壓承載力設(shè)計(jì)值N,應(yīng)取

其平面外和平面內(nèi)失穩(wěn)承載力的較小值。其中,平面外失穩(wěn)承載

力應(yīng)按式(8.1.5-1)計(jì)算確定;當(dāng)M/M≤1時(shí),平面內(nèi)失穩(wěn)承載

u

力應(yīng)按式(8.1.5-2)計(jì)算確定;當(dāng)M/M>1時(shí),平面內(nèi)失穩(wěn)承載

u

力應(yīng)按式(8.1.5-3)計(jì)算確定:

?

βM

Nm

+=1(8.1.5-1)

φN1.4M

uu

·42·2

1-2φη

?

ì

βM

?N

0m

+=1

?

?

?

φNM

1-0.4N/N

uu

E

(8.1.5-2)

í

?

?

N

3

?

2φη≤≤1

?

0N

u

-1.3?2-1.3?

0.14AfN0.28AfN

sysy

ì

?-

()()

322

ηN

φηAfNAf

u

?u

cckcck

0

0

?

?

βM

1

m

(8.1.5-3)

í

+=1

?

?M

1-0.25N/N

u

E

?

?

N

?33

?

φη≤<2φη

?

N

00

u

其中:

Af

s

()

N=f(8.1.5-4)

A+A

u(1.18+0.85)c

sc

Af

cc

AfAf

sys

M=1.04+0.48lnWf

[+0.1]1.18+0.85

u()()scc

AfAf

cckcc

(8.1.5-5)

2

π(EA+EA)

sscc

N=(8.1.5-6)

E2

λ

AfAf

ì

sysy

?

0.5-0.318≤0.4

AfAf

?

?cckcck

η=

í

0

-0.81

Af

?Afsy

sy

0.1+0.13>0.4

()

?

Af

?Af

cck

cck

(8.1.5-7)

1λ≤λ

0

ì

?

?b(λ-λ)

0

22

?()

1+a-λ<λ≤λ

λ-2λλ+2λλ-λ

30p

pp00

φ=

í

(λ+35)

p

?

b

?

?

λ>λ

2p

?

(λ+35)

·43·(8.1.5-8)

3

(λ+35)-b(35+2λ-λ)

pp0

a=(8.1.5-9)

23

(λ-λ)(λ+35)

p0p

0.05

0.3

10A

23525

s

b=

13500+4810ln

()()

()

ff+5

A

yck

c

(8.1.5-10)

23l

0

λ=(8.1.5-11)

D

1811

λ=(8.1.5-12)

p

f

y

Af

sy

220+450

Af

1

cck

λ=π×(8.1.5-13)

0

fAf

cksy

0.85+1.18

Af

cck

式中:D———截面高度,當(dāng)彎矩作用于截面強(qiáng)軸方向時(shí),取柱截面

長邊長度;當(dāng)彎矩作用于截面弱軸方向時(shí),取柱短邊

長度。

W———彎矩作用平面內(nèi)的截面抗彎模量,取柱截面外邊尺

sc

寸計(jì)算。

8.1.6標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下受火時(shí)間小于或等于3.0h的無防火保護(hù)圓鋼

管混凝土柱,其火災(zāi)下的承載力系數(shù)k可按式(8.1.6-1)計(jì)算,也

T

可按本規(guī)范附錄B查表確定;對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi),式(8.1.6-1)中的

受火時(shí)間t應(yīng)取等效曝火時(shí)間。

·44·1

ì

?t≤t

01

2.5

1+at

0

?

?

?

1

t<t≤t

k=

í2.5102

T

1+at+b(t-t)

101

?

?

1

+k(t-t)t>t

?

?2.50202

()

?1+at+b

t-t

1

21

(8.1.6-1)

其中:

----

32

a=(-0.13λ+0.92λ-0.39λ+0.74)×(-2.85C+19.45)

(8.1.6-2)

---

2-0.46

b=(-1.59λ+13.0λ-3.0)C(8.1.6-3)

---

23

k=(-0.1λ+1.36λ+0.04)×(0.0034C-

--

2

0.0465C+0.21C-0.33)(8.1.6-4)

---

32

t=(-0.0131λ+0.17λ-0.72λ+1.49)×

1

--

2

(0.0072C-0.02C+0.27)(8.1.6-5)

---

32

t=(0.007λ+0.209λ-1.035λ+1.868)×

2

--

2

(0.006C-0.009C+0.362)(8.1.6-6)

3t

t=(8.1.6-7)

0

5

-

λ

λ=(8.1.6-8)

40

-

C

C=(8.1.6-9)

400π

式中:k———火災(zāi)下鋼管混凝土柱的承載力

T

系數(shù);

t———受火時(shí)間(h);

C———鋼管混凝土柱截面周長(mm);

·45·λ———長細(xì)比;

--

a、b、k、t、t、t、λ、C———計(jì)算參數(shù)。

120

8.1.7標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下受火時(shí)間小于或等于3.0h的無防火保護(hù)矩形

鋼管混凝土柱,其火災(zāi)下的承載力系數(shù)k可按式(8.1.7-1)計(jì)算,

T

也可按本規(guī)范附錄B查表確定;對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi),式(8.1.7-1)中

的受火時(shí)間t應(yīng)取等效曝火時(shí)間。

1

ì

t≤t

?

201

1+at

0

?

?

?

1

t<t≤t

k=

í

T22102

bt+1+(a-b)t

01

?

?

1

?+k(t-t)t>t

?0202

22

?

bt+1+(a-b)t

21

(8.1.7-1)

其中:

---

2

a=(0.015λ-0.025λ+1.04)×(-2.56C+16.08)

(8.1.7-2)

---

32

b=(-0.19λ+1.48λ-0.95λ+0.86)×

--

2

(-0.19C+0.15C+9.05)(8.1.7-3)

---

32

k=0.042(λ-3.08λ-0.21λ+0.23)(8.1.7-4)

---

32

t=0.38(0.02λ-0.13λ+0.05λ+0.95)

1

(8.1.7-5)

----

22

t=(0.03λ-0.29λ+1.21)×(0.022C-0.105C+0.696)

2

(8.1.7-6)

3t

t=(8.1.7-7)

0

5

-

λ

λ=(8.1.7-8)

40

·46·-

C

C=(8.1.7-9)

1600

式中符號(hào)含義與本規(guī)范式(8.1.6)相同。

8.1.8標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下受火時(shí)間小于或等于3.0h的圓鋼管混凝土

柱,其防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度可按下列公式計(jì)算,也可按本規(guī)范附

錄C查表確定;對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi),公式中的受火時(shí)間t應(yīng)取等效曝

火時(shí)間。

1當(dāng)防火保護(hù)層采用金屬網(wǎng)抹M5水泥砂漿時(shí),防火保護(hù)層

的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)按下列公式計(jì)算:

0.0045λ-0.396

23

()()

d=kC

135-1.12λ1.85t-0.5t+0.07t

iLR

(8.1.8-1)

R-k

ì

T

?

R<0.77

0.77-k

?

T

?

?

1

k=

íR≥0.77且k<0.77

LR

T

3.618-0.15t-(3.4-0.2t)R

?

?

R-k

T

?

(2.5t+2.3)k≥0.77

?

T

?1-k

T

(8.1.8-2)

2當(dāng)防火保護(hù)層采用非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時(shí),防火保護(hù)

層的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)按下列公式計(jì)算:

0.0019λ-0.28

()

d=kC(8.1.8-3)

19.2t+9.6

iLR

R-k

ìT

?

R<0.77

0.77-k

?

T

?

?

1

k=

íR≥0.77且k<0.77

LR

T

3.695-3.5R

?

?

R-k

T

?7.2tk≥0.77

?

T

?

1-k

T

(8.1.8-4)

式中:d———防火保護(hù)層厚度(mm);

i

·47·k———鋼管混凝土柱火災(zāi)下的承載力系數(shù);

T

R———荷載比;

t———受火時(shí)間(h);

C———鋼管混凝土柱截面周長(mm);

λ———長細(xì)比;

k———計(jì)算參數(shù),當(dāng)計(jì)算值大于1.0時(shí),取k=1.0;當(dāng)計(jì)

LRLR

算值小于0時(shí),取k=0。

LR

8.1.9標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下受火時(shí)間小于或等于3.0h的矩形鋼管混凝土

柱,其防火保護(hù)層的設(shè)計(jì)厚度可按下列公式計(jì)算,也可按本規(guī)范附

錄C查表確定;對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi),公式中的受火時(shí)間t應(yīng)取等效曝

火時(shí)間。

1當(dāng)防火保護(hù)層采用金屬網(wǎng)抹M5水泥砂漿時(shí),防火保護(hù)層

的設(shè)計(jì)厚度可按下列公式計(jì)算:

-4

3.25×10λ-0.3075

()

d=kC(8.1.9-1)

220.8t+123.8

iLR

R-k

ì

T

?

R<0.77

0.77-k

?

T

?

?

1

k=

íR≥0.77且k<0.77

LR

T

3.464-0.15t-(3.2-0.2t)R

?

?

R-k

T

?5.7tk≥0.77

?

T

?1-k

T

(8.1.9-2)

2當(dāng)防火保護(hù)層采用非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時(shí),防火保護(hù)

層的設(shè)計(jì)厚度可按下列公式計(jì)算:

-52

2×10λ-0.0017λ-0.42

()

d=kC(8.1.9-3)

149.6t+22

iLR

·48·R-k

ìT

?

R<0.77

0.77-k

?

T

?

?

1

k=

R≥0.77且k<0.77

í

LR

T

3.695-3.5R

?

?

R-k

T

?10tk≥0.77

?

T

?1-k

T

(8.1.9-4)

式中符號(hào)含義與本規(guī)范式(8.1.8)相同。

8.1.10鋼管混凝土柱應(yīng)在每個(gè)樓層設(shè)置直徑為20mm的排氣

孔。排氣孔宜在柱與樓板相交位置的上、下方100mm處各布置1

個(gè),并應(yīng)沿柱身反對(duì)稱布置。當(dāng)樓層高度大于6m時(shí),應(yīng)增設(shè)排氣

孔,且排氣孔沿柱高度方向間距不宜大于6m。

8.2壓型鋼板組合樓板

8.2.1壓型鋼板組合樓板應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火

設(shè)計(jì):

1不允許發(fā)生大撓度變形的組合樓板,標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)下的實(shí)際耐

火時(shí)間t應(yīng)按下式計(jì)算。當(dāng)組合樓板的實(shí)際耐火時(shí)間t小于其

dd

設(shè)計(jì)耐火極限t時(shí),組合樓板應(yīng)采取防火保護(hù)措施;當(dāng)組合樓板

m

的實(shí)際耐火時(shí)間t大于或等于其設(shè)計(jì)耐火極限t時(shí),可不采取防

dm

火保護(hù)措施。

M

t=114.06-26.8(8.2.1-1)

d

fW

t

式中:t———無防火保護(hù)的組合樓板的設(shè)計(jì)耐火極限(min);

d

M———火災(zāi)下單位寬度組合樓板的最大正彎矩設(shè)計(jì)值;

f———常溫下混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

t

W———常溫下素混凝土板的截面正彎矩抵抗矩。

2允許發(fā)生大撓度變形的組合樓板的耐火驗(yàn)算可考慮組合

樓板的薄膜效應(yīng)。當(dāng)火災(zāi)下組合樓板考慮薄膜效應(yīng)時(shí)的承載力不

·49·滿足下式時(shí),組合樓板應(yīng)采取防火保護(hù)措施;滿足時(shí),可不采取防

火保護(hù)措施。

q≥q(8.2.1-2)

r

式中:q———火災(zāi)下組合樓板考慮薄膜效應(yīng)時(shí)的承載力設(shè)計(jì)值

r

2

(kN/m),應(yīng)按本規(guī)范附錄D確定;

2

q———火災(zāi)下組合樓板的荷載設(shè)計(jì)值(kN/m),應(yīng)按本規(guī)

范第3.2.2條確定。

8.2.2組合樓板的防火保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)耐火試驗(yàn)結(jié)果確定,耐火

試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)》GB/T9978

的規(guī)定。

8.3鋼與混凝土組合梁

Ⅰ承載力法

8.3.1火災(zāi)下鋼與混凝土組合梁的承載力驗(yàn)算,兩端鉸接時(shí),應(yīng)

按式(8.3.1-1)進(jìn)行;兩端剛接時(shí),應(yīng)按式(8.3.1-2)進(jìn)行。

+

M≤M(8.3.1-1)

T

+-

M≤M+M(8.3.1-2)

TT

式中:M———火災(zāi)下組合梁的正彎矩設(shè)計(jì)值;

+

M———火災(zāi)下組合梁的正彎矩承載力;

T

-

M———火災(zāi)下組合梁的負(fù)彎矩承載力。

T

8.3.2火災(zāi)下鋼與混凝土組合梁的正彎矩承載力應(yīng)按下列規(guī)定

計(jì)算:

1當(dāng)塑性中和軸在混凝土翼板內(nèi)(圖8.3.2-1),即bhf≥

ecbcT

F+F+F時(shí),正彎矩承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:

bfwtf

+

M=(F+F+F)y-Fy-Fy(8.3.2-1)

Ttfwbftf1w2

F=btf(8.3.2-2)

tftftfT

F=htf(8.3.2-3)

wwwT

F=btf(8.3.2-4)

bfbfbfT

·50·1F+F+F

bfwtf

y=h-(8.3.2-5)

t+

()

bf

2

bf

ecT

1

()

y=h+(8.3.2-6)

t+t

1w

bftf

2

1

()

y=(8.3.2-7)

t+h

2

bfw

2

圖8.3.2-1塑性中和軸在混凝土翼板內(nèi)時(shí)組合梁截面的應(yīng)力分布

式中:f———高溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度,應(yīng)按本規(guī)范第5.2節(jié)確

cT

定,混凝土板的溫度應(yīng)按本規(guī)范第8.3.4條確定;

f———高溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按鋼梁相應(yīng)部分的溫

T

度根據(jù)本規(guī)范第5.1節(jié)規(guī)定確定,其中鋼梁各部分

的溫度應(yīng)按本規(guī)范第8.3.4條確定;

F———高溫下鋼梁上翼緣的承載力;

tf

F———高溫下鋼梁腹板的承載力;

w

F———高溫下鋼梁下翼緣的承載力;

bf

b———混凝土翼板的有效寬度,應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)

e

構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定確定;

b———鋼梁上翼緣的寬度;

tf

b———鋼梁下翼緣的寬度;

bf

h———組合梁的高度;

·51·h———混凝土翼板的厚度;

c1

h———壓型鋼板托板的高度;

c2

h———混凝土翼板的等效厚度,按本規(guī)范第8.3.5條確定;

cb

h———鋼梁的高度;

s

h———鋼梁腹板的高度;

w

t———鋼梁上翼緣的厚度;

tf

t———鋼梁腹板的厚度;

w

t———鋼梁下翼緣的厚度;

bf

x———混凝土翼板受壓區(qū)高度;

y———混凝土翼板受壓區(qū)中心到鋼梁下翼緣中心的距離;

y———鋼梁上翼緣中心到下翼緣中心的距離;

1

y———鋼梁腹板中心到下翼緣中心的距離。

2

2當(dāng)塑性中和軸在鋼梁上翼