7 钢结!构耐火验《算与防火《保护设计
【
,
:
《7.:1 承载力法
!
?
Ⅰ— ,基本:钢构件
》
—。7.1.1 【火灾下轴心受拉钢构!件或轴?心受压钢构》件的强度应按下【式验算
!
式【中N:火,灾下钢构件的轴【拉(压)力设计值;!
【 An【净,截面:面积;?。
! fT高温下钢!材的强度设计—值按本规范》第5.1《节规定确定
—
》7.1.2 火灾!下轴心?受压钢构件》的稳定性应按下列】公式验算
》
【
?
式中N《火灾下?钢构件的轴向压【力设:计,值;
《
【 A毛截面【面积;
! —φT:高温下轴心受—压钢构?件的:稳定系数;
【
》 φ常温】下,轴心:。受压:钢构件的稳定—。系数应按《现行国?家标准?钢结构设计规范【GB 50》017的《规定确定《;
! αc—高温下?轴心受?压钢构件《的稳定?验算参数应根据构件!长细比和构件温度】。按表7.1.2确定!
?
:
表7.1.2 高!温下轴心受压钢构件!的稳定?验算参数αc
】
:
:
:
注1 【表中λ为构件—的长细比fy为【常温下?钢材强度标准值【;,
】 2? 温度?小于或等于50℃时!αc可取1.0【;温度大于5—0,℃时表?中未规定温》度时的αc应按【线性插值方》法确:定
7.!1.3 火灾【下单轴受《弯钢构件的强—度应按下式验算
!。
?
【。式中M火灾下构【。。件的最不《。利截面处的》弯矩设?计值;
—
【 :Wn钢?构件最不利截—面的:净截面模量;—
! γ截》面塑性发展系数
!
?
7.?1,.4 火灾下单】轴受弯钢《构,件的稳定性应按下】列公式验算
—
:
》
式中M火】。灾下构件的最—大弯矩设计值—;
!。 , , :W按:受压最大《纤维确定的构—件,毛截面模量;
】
— φbT【高温下受弯》钢,构件的稳定》系数;
【
,
《。。 φb常温【下受弯钢构件的稳定!系数应按现》行,国家:标准钢结构设计规】范G:B 50017【的规定确定;当φ】b>0.6时φb不!作修正;
》
—。 》αb高?温下受弯钢构—件,的稳定验算》参数应按表7.【1.4?确定
《
表7—.1:.4 ?高温:下受弯钢构件—的稳定验算参—数αb
—
,
《
《7.1?。.5 火灾—下拉弯或压弯钢构件!。的强度应《按下式验算
!
】式中M?。x、My火灾下【最不利截面处对应】于,强轴:。x轴和弱轴y轴【的弯矩设计值;
!
】 Wnx、Wn】y绕x轴和y—轴的净截面模—量;
【
【γx、γy绕—强,轴和弱轴弯曲的【截,面塑性发展系数
!
7.—1.:6 火灾》下压弯钢构件—绕强轴?x轴弯曲和》绕,弱轴y轴弯》曲时的稳《定性应分别按—下列公?式验:算,
—
?
:
式中N火灾下【钢构件的轴向压【。。力,设计值;
!
— Mx、My火灾】下所:计算钢构件段范围】内对强轴和弱轴的】最大弯矩设计—值;:。
】 : :。A,毛,截面面积;》。
《
》 , Wy《、W:y对强?轴和弱轴《按其最大受压—纤维确定的》毛截面模量;
!
? 《 N'ExT、】N'E?yT高温下绕—强,轴和弱轴弯曲的【参数;
【
》 λx、λ【y对强轴《和弱轴的长》细比;
【
《 ? φx?T、φyT高温【下,轴心受压钢构件对应!。于强轴和《弱轴:失稳的稳定系数【应按本规范第—7.1?.2条式(》7.1.2-2)计!算;
【
— φb?xT、φ《byT高温》下均匀?弯曲受弯钢构件对】应于强?轴和弱轴失稳的【稳,定系数应按》本规范第7》.,1.4?条式(7《.1.4-2—)计算;
【
— η截面影响系!数对于闭口截面【取0.7;对—于,其他截面取1.0;!
— : βm—x、βmy》弯矩作用《平,面内的等效弯矩【系,。数,应,按下列规定采用(β!。m表:示β:mx、βmy)
】
,
1!),框架柱和两》端支:承的:构件
—
】 ①无横向—荷载作用时取βm=!0.65+0—.35m2/M1M!。1和m?2为端弯矩使构件】产生同?向曲率(无》反弯点)时取同【号;使构件产生【反,向曲率(有反弯点】)时取异号|M1】|≥|?m,。2|;
! 》 ?②有端弯矩和横向荷!载同时?作用时?使构件?产生同向曲》率时βm=1.【0;使构件产生【反向曲率时βm=】0.85;》
— 【 ③无?端弯矩但有横—向荷载作用时βm】=1.0
】
《 2)悬》臂构件和分析内【。力未考虑二阶—效应的?无支撑纯框架和弱】支撑框架《柱βm?=1.0;》β,tx、βty弯矩作!用平面?外的等效弯》矩系数应按下列规定!采用(β《t表:示βtx、βt【y):
】 : 1)—在弯:矩作用平《面外有?支承的构件》应根据两相邻支承点!间构件段内的荷载】和能力情况确定
!。
?
《。 ①所考虑!构件段无横向荷载】作用时βt=—0.6?5+0.35m2/!M1M1和m2为】。在,弯矩作用平面内的端!。弯矩使构件产生同】向曲率?(无反弯点)时【取同号;《使构:件产生反向》曲,率(有反《弯点)时取异—号|M1《|≥|m2|;
!
》 ②】所考虑?构件:段有端弯矩和横【向,荷载同?。时作用时使》构件产?生,同向曲率时βt【=1.0;使构件产!生反向曲《率时βt=1.【0;
?
,
?
】 ,③所考虑构件段【无端弯?矩但有横向》荷载作?用,时βt=1》.,0
【 : 2【)弯矩作用》平面外为悬臂—的构件βt=1.0!。
?
Ⅱ 钢框!架梁:。、,柱
—
7.1.【7, 火灾《下受楼板侧向—约束的钢框架梁【的承载力可》按下式验算
】
!式中M火灾》下钢:。框,架梁上荷载产生【的最:大弯:矩设:计值:。不,考虑:。温度内力;
—
【 Wp钢【框架梁截面的塑性】截面模量
》
7.【1.8 火灾下】。钢框架柱的承载【。力,可,按下:式验算
《
》
式中N!火灾下钢框架柱所受!的轴压力设计—值;
》
— , ,。 A钢框架柱—的毛截?面面积;
】
【 φT高温下轴心】受,压钢构件的稳定【系数:应按式(7.1.】2-2)计算其中】钢框架柱计算—长,度应按?柱子长度确定—
】7,.2 临界温度】。法
!
Ⅰ 基本钢构】件的:临界温度
!。
7.》2.1 轴心受】拉钢构件的临—界温度?Td应?根据截面《强度荷载比R—按表7.2.—1确定R应按下式】计算
《
【。
式《中N火灾下钢—。构件的轴拉力设计值!;
】。 An【钢构:件的:净截面面积;—
?
:
:。 《 f常温下钢—材的强度设》计,值
?
表7.【2.1 按截面【强度荷?载比R?确定的钢构件的临】界,温度Td(℃)
】
?
】7.:2.:2 轴心受压【钢构件的临界—温度Td应》取临界温度》T'd?、T″d《中的较小者临界温】度,T,'d应根据截面强】度荷载比《R按本规范第—7.2.1条表【7.2.1确定R】应按式(7》.2.2《。-1)?计算;临界温度T″!d应根据构件稳定荷!。载比R'和构—。件长细比λ按表7.!2.2?确,定R'?应,按下列公式计算
】
!
—
式中N火灾下】。。钢构件的轴压力设计!值;
—
— A钢构件—的毛截面面积—;
! φ常温下】轴心受压《。钢构件的稳》定系数?。
》
表7.《2.2? 根据稳定荷载【比R'确定的轴【心受压钢构件的临界!温度T″d(℃)
!
?
,。
—
注表中λ》为构:件,的,长细比 fy—为常:温,下,钢材强度标准—值
—
7.2.3 【 单轴受弯钢构件的!临界温度Td应取】下列临界温度T【'd、T《″d中的较小—者
!。 1 临—界温度T'd—应根据截面》强度荷载比R—按本:规范第7.2—.1条表7.2.1!确定R应按下式计】。算,
【
式中M火!灾下钢构件最不【利截面处的弯矩设】计值;
】。。
《 W《n钢构件最不利截】面的:净,截面模量;
!
《 γ截面【塑性发展《系数
】 《2 临《界温度T″d应根据!构件稳?定荷:载比R'和常温下受!弯构:件的稳定系》数φb按《表,7.2.3确定T″!dR'应按下式计算!
》
,
式中】M火:灾下钢构件的最大弯!矩设计?值;
—
W!钢构件的毛截面模】量,;
】 φ—b常温下受弯钢构件!的,。稳定系数应根据现】行国家标准》钢结构设计规—。范GB 50017!的规定计算
】
表7.2【.3 根《据构件?稳,定荷载比R'确定】的受弯钢《构件的临界温度T″!d(℃)《
?
《
7.2.!4, 拉弯《钢构件的临界温度T!d应根据截面强【度荷载比《R按本规范第7.2!。。。.1条表7》.2.1确定R应按!下式计?算
—
?
《。式中N火灾下钢构件!的轴拉力《设计值;
!
【。。M,x、My火灾下【钢构件最不利—截面处对《应,于,强轴和弱轴的弯矩设!计值;
—
《 》An钢构件最—不利截面的净截面】面积;
》
》 : ?Wnx、《Wny对强轴—和弱轴的净截—。面模量;
】
: γx】、,γy绕强轴和—绕弱轴弯曲的截【面塑性?发展系?。。数
?
7.—2.5 压弯钢构!件,的临:界,。温度Td应取下列临!界温度T'd、【T″dx、T″d】y,中的最?。小者
?
— 1 临界】温度T'd应根【据截面强度荷载比】R按表7.2.1】确定R应按》下式计算
!
?
,
式中N火灾下!钢,构件的轴压力设计】值
! 2 》临界温度T″dx】应根据?绕强轴x轴弯曲【的构件稳定》荷载比R'x—和长细比《λ,x分别按表7.2.!5-1和表7.2.!5-2确《定R:。'x应?按下列公《式计算
】
【式中Mx、My火灾!下所计算构》件段:范围内对《强轴和弱《轴的最大弯矩设计】。值;
《
》 《。。 Wx、W》y对强轴和弱轴的毛!截面模量;
!
? : N《',Ex绕强《轴,弯曲的参数;—
【 》Es:常温下钢材的—弹性模量;
】
? —λx对强轴的长【细比:;
《
《 《。 φx常温下—轴心受压构件—对强轴失《。稳的稳定系数;
!
:
: φby!常,温下均?匀,弯曲受弯《。构件对弱《轴失稳的稳定系数】应按现行国家标准】钢结构设计规范G】B 5?0017《的规定计算》;
?
【 γx绕—强轴:弯曲的截面塑性【发展系数;
!
— η截面影响系】数对于闭口截面η】=0:.7;对于其—他截面η=1—。.0;
】
? βmx【弯矩作用平面内的】等效弯矩《系,数,应按本规范第7.】1.6条的规—定计算;
》
:。
:
【βty弯矩作用平】面外的等效弯矩系】数应按本规范第7.!1.6?。。条的规定计算
】
【 3 临界温度】T″dy应根据绕强!轴y:轴弯:。曲的构件稳定—荷载比R《',y和长细比λy分】别按表7.2.【5-1和《表7.?2.:5,。。-2确定《R':y应:按下列公式计算【
—
:
《式,中N'Ey》绕,强轴弯曲的参数;】
! λy钢构件】对弱轴的长细比;
!
》 —φy:。常温下轴《心受压构件对弱【轴失稳的稳》定,系,数;
》
《 《 φbx常温下【均匀弯曲受》弯构件对强轴—失稳的稳定系数应】按现行国家》标准钢结构设计【规范GB 50【017的规定计算;!
】 γy绕弱】轴弯曲的截面塑【性,发,展系数
—
表7》。.2.5-1— 压弯结构钢构件】按稳定荷载比R【'x(或《R':y)确定的临界温度!T,″dx(或T″d】y,)(:℃)
—
:
《
:。表7.2.5—-2: 压:弯耐火钢构》件按稳定荷载比R】'x(或R》'y)确定的临【界温度T″d—。x,(或T″dy)(℃!。)
—
】
,Ⅱ 钢框架梁、柱的!临界温度
】
:
7.2》.6 《受楼板?侧向约束的钢框【。架,梁的临界温度T【d可根?据截面强度荷载【比R按本规范—第7.?。2.1条表》7.2.1》确定R应按下—式计算
【。
】式中M钢框架梁上荷!载,产生的最大弯—矩设计值《不考虑温度内力;
!
:
【 :Wp钢?框架梁截面的塑性】截面模量
》。。
?
7.2.7 】。 钢框架柱的临界】温度Td可根据稳】定荷载比R'按【本规范第7.2.2!条表:。7.2.2确定【R'应按下》式计算
】。
:。
式—中N火?灾时钢框《架柱所受的轴压力】设计值;
【
:
A钢!框架柱的毛截—面面积;
》。
《。。
【φ常温下轴心受【压构件的稳定系数
!
Ⅲ】 防火保护层—的设计厚度
—。
,
《
7.2.—8 钢构件采【。用,轻质防火保护—层时防火保护层的】设计厚度《可,根据钢构件的—临界温度按下列规定!确定
! 1 —对于膨胀型》防火涂料防火保护层!的设计厚《度宜根据防火—保护材?料的等效热阻经计】算确定?等效:热阻可根《据临界温度按下式】计算
?
—
】 2 《对于:非膨胀型防火涂【料、防火板防火【保,护层的设《计厚:度宜根据防火保护】材,料的等效热传导【系数按式(7—.2.8-2)计】算确定
》
》
,
:
式中《Ri防?火保护层的》等,效热阻(《m,2·℃/W);【
》
, ? Td钢g【件的临界温度—(℃);
!。
T】s0钢构《件的初?始温度?(,℃)可取20—℃;
—
? 《 tm钢《构件的设计耐—火极限(s);【当火灾热《烟气:的温度不按标准【火灾升温曲线确【定时应取等效曝【火时:间;:
! Fi/V防火!保护钢构《件的截面形状系【数(m-1》);
《
?
《 : di防火》保护层的设计厚度】(m);
—
》 λi防火!保,护材料的等效热传导!系,数[W/(》m,·℃)?]
《
7.2—.,9 钢构件采用非!。轻质防火保》护层时防火保—护层的设计厚度【应按本规范》第6.2.2条【的规定?经计算确定》
: