《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);—。。
】 (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;
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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
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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 5》0017规》定当受弯《钢构件?的稳定系数φ—b>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φ:b>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β《m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;
!
】 (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7【00 ?℃ 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
【 (》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Tm直至T—m小于Td;—。当Tm比Td小【很多:时,应减小防火保护层】。厚度以使防火保护】经济
】 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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