。
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;
!
— f《。T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;
【
》 φ【T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,α,c
!。
:
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α》c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;—
,
— , φb—T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GB 5!0017的》规定确?定;当φb>—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Mx、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《、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'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、φy《T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、β》。my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βm=0.【65+0.35m】2/M1M1—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|:M1|≥|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=《0.85;
—
:
— 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β》m=1.《0;βtx、βt】y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|:≥|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;!。
【 W—p,。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 f!y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;:
】 ? φb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;
【
,
: ? 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《″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、M【y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、Wy—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GB 500!1,7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;
!
?。
β】mx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″d》y,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!。;
—
: 《 λ:y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G》B, 50?。017?的,规定计算;》
,
,
— γ》y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【″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;
】
《 》。W,p,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);
【。
? T【d钢g件的临界【温度(℃)》;
》
】Ts0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;
! 》F,i,。。/V防火保》护钢构件的截面形】状系数(m-1);!
?
—。 d《i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
:
,