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《 5:。0017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 50《017的规定确【定;当φb>0.6!时φb不作修正;】
》
》 α?b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;
—。
: Wn】x、:。Wny绕x轴和【y轴的净截面模【量;
【
γ】x、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、Wy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:'EyT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;
【
— φxT】、φ:yT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?;
?
! φbxT、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;:
】 ? βmx、βmy】弯矩作用平面内的等!效弯:矩系数应按下列规定!采,用(βm表示—βmx、βmy【)
《。
:
? 1?)框架柱和两端支承!的构件?
?
《 : 》①,无,横向荷载作用时取β!m=0.6》5+0?.35m2/M1M!1和:m2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|M?1,。|,≥|:。m2|;
!
: 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=【0.8?5;:
》
: 【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β:m=1.0;βtx!、,。βty?弯矩作?用平面外的等效【弯矩系?数应:按,下列规定采用(【βt表?示βtx、βty】)
! ? 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β:。t,=0.65+—0.3?。5,m2/M1M1和m!2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|M【1|≥|m》2,|;
】 】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β?t=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T!d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—;
?
《。 : Wn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 500—17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》Td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;
!
《。 ? , Mx《、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;!
,
,
:
— :A,n钢构件最不利截面!的净截面面》。。积;
! W—n,x,、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″dy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λx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;
!
:
? W》x、Wy《。对强轴和弱轴的【毛截:面模量;
【
— N'Ex绕】。。。强轴弯曲的参数【;
—
》 E?s常温下《钢材的弹性模量;
!
,
:
】λx对强轴的长细】。比;:
:
,
— φ《x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GB— 50017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;
】
》 》βm:x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'E】y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:;
》
,
φb!。x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 5001!7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″dy!)(℃)
—
】
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″dx—(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》Td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(m2·℃!/W);
—
【 Td》钢g件的临界—温,度(℃);
【
【 Ts》0钢构件的初—始温度(℃)可取】2,0℃;
—
》 ? 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;《
》
F】i,/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】);:
【 ?。。 λ?i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
【