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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》
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(】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;
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!(5) 按本规【范第7.1节—的规定?验算构件《的耐:火承载力;
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》 ?(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
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》现行国家《标,准钢:。结构设计规范GB】 500《1,7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φb】
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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》0.3fT》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
【 , (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Td;
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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Tm;当Td>】Tm时构件耐火能】力满足要求》可不进行防火保【护;:当Td≤Tm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Tm小《于Td;《当T:m比T?。d,。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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