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7 》 钢结构耐火验算与!防,火保护设计
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7.1【 :承,。载,力法
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采用承载!力法进行钢结构耐火!验,算与防火保护设计】时可:按下:列步骤进行》
《。
: (1—) 确?定防火保护方—法设定钢构件的【防火:保,护,层,厚度(可设》定为:无防火?保护);
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? (?2) 按本规范【。第6章的规定计算】构件在设计耐火极】限tm时间内的最高!温,度,Tm:;
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? , (3?) 按本《规范第5.1—节的规定确定高温】下钢材的力学参数】;
》。
(4】) 按本规范第3.!2.2条的规定计算!构件的最不利—荷载(作用》)效应组合设—计值;
《。。
】 (5) 》按,本规:。范第7.1节—的规定验算构件的】。耐火:承载力;《
— 《(6) 当设定的防!。火保护层《厚度过小或过大【时调:整防火保护层—厚度重复上述(1】)~(5)步—骤
《
?7.1.1~7【.1.6 —本规:。范第7.《1.1条《。~第7.《1.:6条规定《了轴心受拉钢构件、!轴,心受压?钢构件、单轴受【弯钢构件、》。。拉弯钢构件、压【弯钢构件等基—本钢构件的》耐火承载力验—算公式这《些公式与其常温下】验算公式的形—式一致以便于设计人!员掌握与应用这些】公式的推《导原理与常温下钢构!件的相?同不同之处在于考虑!了温度对强度—、弹性?模量和稳定》系数等的影》响
【 《。现行国家标准钢结构!设,计规范?。GB 50017】规,定当:受弯钢构件》的稳定系数φb【>0.6时φb【应取式(9)计【算的:φ,′b第7.》。。1.4条的符号说】明中“当所计算【的φb?>0.6时φb【不作修正”是—。指在此情况》下不采用φ′b代替!φ,b,
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7.》1.7 框—架梁上一般有楼【板或其他支撑起到侧!。。向,约束作用可》防止:框架梁发生》整体失稳因此钢框】架梁:的耐火承载力—。取决:于,其截面强度试验【和理论研究发—现,对于两?端有一定轴》向约束?的框架梁火灾—下梁的轴力首先为】压力但随《着梁挠曲变形—的增大?由于悬链线效应梁】中轴压力将逐—渐减小直《至为零再变为拉力随!着轴向拉力的—发展梁仍能再承【受较高些《的温度才会发生强度!破,坏(图11)因此框!架梁的耐火设计可】偏,于,安全地取《梁中温度《轴力为零时的状【态进行?耐火承载力验算
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图11 两】端约束钢《梁轴:力随温度《的变化图
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7:.1:.8 通常框架柱!受火时相邻框架梁也!会受影响《而升温膨《胀使框架柱受弯【分析:表明框架柱很可能因!框架梁的受火温度】效应而受弯形—成,塑性铰为简》化框:。架,柱,耐火设计可偏于保】守地假设《。柱两端屈服(图1】。 2)同时》忽略框?架柱另一方向弯矩的!影响则本《规范第7.》1.6条有关框【。架柱:平面:内、外稳《定验算公式(—7.1. 6-【1):、(7.1. 【6,。-3)?可分别近似为—
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由于!框架柱的长细比【一般较小而两端【反方向弯矩》条件下βm和βt的!平均值约为》0.23加上考【虑所:忽略的?框架柱另一方向弯矩!的影响则本规范第7!.,1,.6条式(7—.1.6-1—。)、式(7.1.6!-3)左端的第二项!。可近:似取为0.3f【T框架柱的》耐,火验算可《仅按式(7.1【.8)进行需注意应!分别:针对框架柱的两个主!轴,方向按式(》7.1.8)进行】验算
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图12《 框架梁升温—使框架柱端》部,受弯形成塑性铰
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,7.:2 临界温度法
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! 采用临》界温度法进行—钢结构耐火验—。算,与防火保《护设计时可按下列步!骤进行
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【 (?1) 按本规范第3!.2.2条计算构】件的最?不利荷载(作—用)效?应组合设计值;【
! (:2) 根据构件和】荷,载类型按本规范第】7,.2.?1条~第《7.2.7条—。计,算构件的临界温度T!。d;
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】。 (3) 按本【规范第6.2—.1条计算无—防火保护构件在【设,计耐火极限tm时】间,内的最高《温,。。度T:m;当Td>T【m时构件耐火—能力:满足要求可不进行防!火保护;当Td【≤T:m时按步骤(—4)、(5)确定构!件所需的《防火保护;
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? ? ,(4) 《确,定防火?。保护方法《计算构?件的截面《形状系数;
】
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(【5) 按本规范第7!.2.8条、—第7.2.9—条,确,定防火?。保护层的厚度
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7.—。2.1~7.2.】7, , 各类钢构件的临】界温度均是根据【本规范第7.1节相!应构件的耐》火承载力验算公式按!构件达到耐》火承:载力极?限状态时的温度为临!界温度的《。。。定义通过数值—计算得到
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7.2【.8、7.2.9 ! 第7.2》.8条中《的式(7.2.8)!是,由本规范第》6.2.3》条式(6.2.【。3)变换得到因【此其适?用条:件为:火灾烟气温》度按标?准火灾?升温:曲线确定防火保护层!为轻质防火》保护层且临界—温度不高于》700? ,℃, 当不符合上述【条件:时应按第7.—2.9条确定—。防火:保护层的厚度;本规!。范第6.《2.:2条式(6.2【.2)为有》防火保?护,的钢构件升温迭代公!式计:算防:火,保护层的《厚,度,。。需要多次《。试算具体可按以【下步骤进行
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: (1》) 假?定防:火保:护层厚度按本规范第!6.2.2条式(6!.2.2)计算钢】构件在设计耐火【极限时间内的最高】温度Tm;
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(2)】。 比较构件的临【界温度Td和构件】在火灾下的最高温度!。Tn调整防火保护层!厚度当?Tm大于《Td时?应增大防火保护层】厚度以新的防火保护!。层厚度按式(—6,.,2.2)重新—计算T?m直至T《m小于Td;当T】m比Td小很多时应!减小防?。火,保,。护层厚度以使防火保!。护经:济
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《 根据—本规范第《5.3.2条、第】5,。.3.3条对—于,膨胀型防火涂料【给出的是最大使用】厚,度、最小使用厚【度的等效热阻—以及防火涂料使用】厚度按最大使用【厚度与?最小:使用厚度之》差的1/4递增的】等效热阻因此在计】算所:需的防?火涂层厚《度时可据此采用线】性插值?方法计算《。确定其防火层—厚度
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