【文章內(nèi)容簡介】 ?????? ??? 021TsTe 2 TTTAEN ? fiTeTi MMM ?? () )( 12sTTe TTh IEM ?? ? 式中 TN —— 受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力（壓力）； TeN —— fN —— 按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力（受拉為正）； TiM —— 受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩（方向與圖 所示 TeM 方向相反）； TeM —— fiM —— 按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的桿端彎矩（方向與圖 所示 TeM 方向一致為正）； 19 1T 、 2T —— 受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度，對(duì)于有保護(hù)層鋼構(gòu)件可取 21 TT? ； 0T —— 受火前構(gòu)件的溫度； TE —— 溫度為 2/)( 21 TT? 時(shí)鋼材的彈性模量； A—— 受火構(gòu)件 的 截面面積； I—— 受火構(gòu)件 的 截面慣性矩； h—— 受火構(gòu)件 的 截面高度。 T 1 T 2 受火構(gòu)件 M Te M Te N Te N Te (a) 構(gòu)件的升溫 (b) 等效作用力 圖 結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)等效為桿端 作用力 計(jì)算框架柱的溫度內(nèi)力時(shí)，如僅考慮該柱升溫 （ 相鄰柱不升溫 ） ，則該柱的溫度內(nèi)力可根據(jù)計(jì)算結(jié)果折減 30%。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火驗(yàn)算時(shí)，受火構(gòu)件在外荷載作用下的內(nèi)力，可采用常溫下相同荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力乘以折減系數(shù) 。 作用效應(yīng)組合 鋼結(jié)構(gòu)抗火驗(yàn)算時(shí)， 可按偶然設(shè)計(jì)狀況的作用效應(yīng)組合，采用下列較不不利的設(shè)計(jì)表達(dá)式 ： )( QkfTkGk0m SSSS ?? ??? () )( WkQkqTkGk0m SSSSS ???? ?? () 式中 mS —— 作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值 ； GKS —— 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 的效應(yīng) ； TkS —— 火災(zāi) 下結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)溫度作用效應(yīng) ； QkS —— 樓面或屋面活 荷載標(biāo)準(zhǔn)值的 效應(yīng)； WkS —— 風(fēng) 荷載 標(biāo)準(zhǔn)值 的 效應(yīng)； f? —— 樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB 50009 的規(guī)定取值 ； 20 q? —— 樓面或屋面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009 的規(guī)定取值 ； 0? —— 結(jié)構(gòu)抗火重要性系數(shù)，對(duì)于耐火等級(jí)為一級(jí)的建筑取 ，對(duì)于其他建筑取。 21 7 鋼結(jié)構(gòu)抗火驗(yàn)算 抗火設(shè)計(jì)步驟 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火設(shè)計(jì) ， 可采用 承載力法或臨界溫度法。其中，臨界溫 度法按第 條規(guī)定的步驟進(jìn)行，承載力法按第 條規(guī)定的步驟進(jìn)行 。 臨界溫度法 的步驟為： 1 按 第 條進(jìn)行 作用 效應(yīng)組合 。 2 根據(jù)構(gòu)件和荷載類型，按 第 和 節(jié)有關(guān)條文， 計(jì)算 構(gòu)件的臨界溫度 dT 。 3 當(dāng)保護(hù)材料為膨脹型時(shí)，保護(hù)層厚度 可 按試驗(yàn)方法確定。當(dāng)保護(hù)材料為非膨脹型時(shí)，可 按下述方法計(jì)算所需防火被覆厚度： 1) 由 構(gòu)件的 臨界溫度 dT 、耐火極限（標(biāo)準(zhǔn)升溫時(shí)間 t 或等效曝火時(shí)間 et ）按附錄 G 查表確定構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù) B ； 2) 由下式計(jì)算保護(hù)層厚度： VFkBVFkdii2ii 2411 ??????????? () ssii2 ??cck? 3) 當(dāng) ?k 或 不便 確定時(shí)，可偏于安全地按 下 式計(jì)算保護(hù)層厚度： VFBd iii ??? () 4) 當(dāng) 防火保護(hù) 材料的平衡含水率 P 較大（延遲時(shí)間大于 5min）， 可 先按式 ()計(jì)算 初定厚度 id? ， 再 按下式估計(jì)延遲時(shí)間： ? ?i2iiv 5?? dPt ?? () 以（ vtt? ）代替 t 重新按附錄 G 查表確定構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù) B 值，再根據(jù)式()求得最 終 厚 度。 以上各式中符號(hào)意義同 第 節(jié)。 22 承載力法 的步驟為： 1 設(shè)定 防火 被覆厚度 。 2 按 第 節(jié)有關(guān) 條文 計(jì)算構(gòu)件在要求的耐火極限下的內(nèi)部溫度 。 3 按 第 節(jié)有關(guān)條文確定高溫下 鋼材的參數(shù) ，按 第 節(jié)有關(guān)條文計(jì)算構(gòu)件在外荷載和溫度作用下的內(nèi)力 。 4 按 第 節(jié)規(guī)定進(jìn)行 結(jié)構(gòu)分析 （含溫度效應(yīng)分析），并按 第 節(jié)進(jìn)行 作用 效應(yīng)組合 。 5 根據(jù)構(gòu)件和 所受荷載 的類型，按第 節(jié)和 節(jié)有關(guān)條文進(jìn)行構(gòu)件 抗火 承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算 。 6 當(dāng)設(shè)定的防火被覆厚度不合適時(shí)（過小或過大），可調(diào)整防火被覆厚度， 重復(fù)上述 1~5步驟 。 鋼結(jié)構(gòu)整體的抗火驗(yàn)算可按 下列 步驟 進(jìn)行 ： 1 設(shè)定結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件一定的防火被覆厚度 。 2 確定一定的火災(zāi)場(chǎng)景 。 3 進(jìn)行火災(zāi) 溫度場(chǎng) 分析及結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度分析 。 4 在 條 規(guī)定 的荷載作用下，分析結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間是否滿足規(guī)定的耐火極限要求 。 5 當(dāng)設(shè)定的結(jié)構(gòu)防火被覆厚度不合適時(shí)（過小或過大），調(diào)整防火被覆厚度，重復(fù)上述1~4 步驟。 基本鋼構(gòu)件的抗火承載力驗(yàn)算 高溫下 ， 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： fAN RTn ??? () 式中 N —— 火災(zāi)下構(gòu)件的軸向拉力或軸向壓力設(shè)計(jì)值； nA —— 構(gòu)件的凈截面面積； T? —— 高溫下鋼材的強(qiáng)度折減系數(shù)； R? —— 鋼 構(gòu)件 的抗力 分項(xiàng) 系數(shù)，近似取 ?? ； f —— 常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。 高溫下 ， 軸心 受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算： fAN RTT ??? ? () ??? cT? 23 () 式中 N —— 火災(zāi)時(shí)構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計(jì)值； A —— 構(gòu)件的毛截面面積； T? —— 高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； c? —— 高溫 下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)；對(duì)于普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件，根據(jù)構(gòu)件長細(xì)比和構(gòu)件溫度按表 確定，對(duì)于耐火鋼構(gòu)件，按表 確定； ? —— 常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，按現(xiàn)行 國家標(biāo)準(zhǔn) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50017）確定。 表 高溫下軸心受壓普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù) c? 235yf? 溫 度 （ ℃ ） 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 ≤10 50 100 150 200 ≤250 注： 溫度在 50℃ 及以下時(shí) c? 取 ，其他溫度 c? 按線性插值確定。 表 高溫下軸心受壓耐火鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù) c? 235yf? 溫 度 （ ℃ ） 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 ≤10 50 100 150 200 ≤250 注： 溫度在 50℃ 及以下時(shí) c? 取 ，其他溫度 c? 按線性插值確定。 高溫下 ， 單軸受彎鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算： fWM RTn ??? ? () 式中 M —— 火災(zāi)時(shí)最不利截面處的彎矩設(shè)計(jì)值； nW —— 最不利截面的凈截面模量； ? —— 截面塑性發(fā)展系數(shù)；對(duì)于工字型截面 ?? 、 y?? ， 對(duì)于箱形截面 ???? ， 對(duì)于圓鋼管截面 ???? 。 24 高溫下 ， 單軸受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按 下式驗(yàn)算 fWM RT39。bT ??? ? () ????? ??? ?? bbbbbbbb39。bT ????????? () 式中 M —— 火災(zāi)時(shí)構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計(jì)值； W —— 按受壓纖維確定的構(gòu)件毛截面模量； 39。bT? —— 高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； b? —— 常溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（基于彈性 階段），按現(xiàn)行 國家標(biāo)準(zhǔn) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50017）有關(guān)規(guī)定計(jì)算，但當(dāng)所計(jì)算的 ?? 時(shí)， b? 不作修正； b? —— 高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)，按表 、表 確定 。 表 高溫下受彎普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù) b? 溫度（ ℃ ） 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 b? 溫度（ ℃ ） 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 b? 表 高溫下受彎耐火鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù) b? 溫度（ ℃ ） 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 b? 溫度（ ℃ ） 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 b? 高溫下 ， 拉彎或壓彎鋼構(gòu)件的強(qiáng)度，應(yīng)按下式驗(yàn)算： fWMWMAN RTnyy ynxx xn ???? ??? () 式中 N—— 火災(zāi)時(shí)構(gòu)件的軸力設(shè)計(jì)值； xM 、yM—— 火災(zāi)時(shí)最不利截面處的彎矩設(shè)計(jì)值，分別對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸 x軸和弱軸 y 軸； nA —— 最不利截面 的凈截面面積； nxW 、nyW —— 分別為對(duì)強(qiáng)軸 x 軸和弱軸 y 軸的凈截面模量； x? 、y? —— 分別為繞強(qiáng)軸彎曲和繞弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù) ， 對(duì)于工字型截面?? 、 ?? ， 對(duì)于箱形截面 ???? ， 對(duì)于圓鋼管截面 ???? 。 25 高溫下 ， 壓彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算： 1 繞強(qiáng)軸 x 軸彎曲： fWMNNW MAN RTy39。byT yty39。E x Txx xmxxT )/( ?????? ?? ???? () )( 2xT239。ExT ?? AEN ? 2 繞弱軸 y 軸彎曲： fNNW MWMAN RT39。E y Tyy ymyx39。b x T xtxyT )/( ??? ????? ???? () )( 2yT239。Ey T ?? AEN ? 式中 N —— 火災(zāi)時(shí)構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計(jì)值； xM 、yM—— 分別為火災(zāi)時(shí)所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的最大彎矩設(shè)計(jì)值； A —— 構(gòu)件的毛截面面積； xW 、yW—— 分別為對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的毛截面模量； 39。ExTN 、 39。EyTN —— 分別為高溫下繞強(qiáng)軸彎曲和繞弱軸彎曲的參數(shù)； x? 、y?—— 分別為對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的長細(xì)比； xT? 、yT?—— 高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸失穩(wěn)和弱軸失穩(wěn)，按式 ()計(jì)算 ； 39。bxT? 、 39。byT? —— 高溫下均勻彎曲受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對(duì)應(yīng)于強(qiáng)軸失穩(wěn)和弱軸失穩(wěn)，按式 ()計(jì)算； x? 、y?—— 分別為繞強(qiáng)軸彎曲和繞弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù) ， 對(duì)于 工字型截面 ?? 、 y??， 對(duì)于箱形截面 yx ????， 對(duì)于圓鋼管截面 yx ????； ? —— 截面影響系數(shù)，對(duì)于閉口截面 ?? ，對(duì)于其它截面 ?? ； mx? 、my?—— 彎矩 作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù)，按 現(xiàn)行 國家標(biāo)準(zhǔn) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50017）確定 ； tx? 、ty?—— 彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù)，按 現(xiàn)行 國家標(biāo)準(zhǔn) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50017）確定。 鋼框架梁 、 柱的抗火承載力驗(yàn)算 火災(zāi) 時(shí) ，按圖 所示鋼框架柱承載力極限狀態(tài)， 應(yīng)按 下式驗(yàn)算其高溫承載力： fAN RTT ??? ? () 26 式中 N —— 火災(zāi)時(shí)框架柱所受的軸力設(shè)計(jì)值，應(yīng)考慮溫度內(nèi)力的影響； A —— 框架柱 的毛截面面積； T? —— 高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，按式 ()計(jì)算，其中框架柱計(jì)算長度取構(gòu)件高度； 圖 梁升溫使柱端屈服 火災(zāi) 時(shí) ，按圖 所示鋼框架梁承載力極限狀態(tài)， 應(yīng)按 下式驗(yàn)算其高溫承載力： pTq MM ? () fWM RTppT ??? () 2nq 8 qlBM ? () 式中 qM