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8 ? 组合结构》耐,。火验算与防火保【护设计
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8.1】 钢管《混凝土柱《
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钢管【混凝土柱是指在钢管!中填充混凝土而形成!且,钢管:及其核心《混凝土?能共同?承受外荷载作用的】结构构件在钢管【内浇灌低强度的素混!凝土或轻《质混凝土《。等可延缓钢管的升】温提高其耐火极限】是一种防火性能稳】。定、:耐久:性能良好的防—火保护方法》且不:影响建?筑外观但对于—这类构件《。钢,管和内部填》充混凝土的整体【。共同受?。力性能相对较差因此!不,能按:本规范第8.—1节规定的钢管【混凝土柱耐火验【算方法?进行耐火验算而应按!纯,钢构件进行耐火验】算其中钢管截—面的温度《计,算应考虑内部—填充材料的影响
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8.1.2! 火灾下钢管混凝!土柱的承载力系数k!T是指?火,灾下无?防火保护钢管—混凝:土柱的抗压承—载力与其常温—下抗压承载》力的比值当荷载比】R小于k《T时:无防火保护的钢【管,混凝土柱在火—灾下不会发生—破坏;?当R大于k》T时火灾下钢管混】凝土柱所能》提供:。的抗力?已不足以抵抗外荷载!作用:需进行防《火保护为了提高【安全性本条对—不采取防火保护措施!的适用条《件提出了更为严【。格的:要求荷载比》R应小于0.7【5 kT
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8.1.3【 钢?管混凝土柱的荷载比!R表征受火》过程中作用在柱上的!荷载:水平
8!.1.4、8.1】.5 钢管混【凝土柱?中的钢管对内—部混凝土具有约束作!用二者协同工作、】共同受力钢管混【凝,土,柱轴压?试验和理论分—析表明由于组合作】用的存在钢管混凝土!柱的:。抗,压承载力《。大于简单叠加—。。钢管和混《凝土的抗压承载力为!保证:钢管和核《心混凝土共同工作当!钢管混凝《土构件尺寸较—大,(如截面外尺寸大于!900mm时)宜在!钢管内?壁设置栓钉或纵向】加劲肋?。
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实—际,工程中钢管混凝【土柱通常同时—承受轴向压力和弯矩!第8.1.4条、】第8.1.5条给】出的常温下钢管混】凝土柱的抗压承【载力计算公式(8.!1.4)、(—8,.1.5《)是在试验》研究:及大:量的数值算例分析基!础上建立《的在弯矩已知的情】况,下由:式(8.1.4)、!式(8?。.1.5)可求得钢!管,混凝土?柱在该?。弯矩作用下所—能,承受的轴向》。压力即?抗压承载《力由于矩形》钢管:混凝土?柱在两个《。主轴方?向的长细比》不一:定相同因《此有必要进行弯矩作!。用平面外《的稳定计《。算
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《 式(8.—1.4)、式—(8.1.5)适用!于钢管混凝土柱受】压破坏的情况—以下通过图示方【式解释式(8—.1.4)的物【理意义图1 3【所示为压《弯圆钢管《混凝土柱的N* 】 ,/Nu -M/M】u,。。关,系曲线可采用直【线段CD和抛物线段!AC来描述》当M/Mu≤1时直!线段CD表示式【(8.1.4-【1);当M/—Mu>1时抛物【线段AC表示式(8!.,1.4-2)式(8!.1.4)不适【用于钢管混凝土柱受!拉破坏?情况因此《当,N/Nu《<φ3η0时抛物】线,段AB用虚》线表示图中A点【为单纯受弯矩作用】时的工况;B—点为受拉破坏—和受压破坏的临【界点;C点》为N* /Nu-】M/Mu关系曲【线,变化的分界》点;D点为单纯受】轴心压力作用时的工!况;C?点与A?点关:于抛物
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!图13 N*【/Nu-M/Mu关!系,
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线!对称轴对称;E点】表示计算构》件段范围内的某【。一最不利轴》向,压力和?弯矩组合(NM)其!对应的承《受压:弯作用时钢管混凝】土柱的抗压》承载力?设计值N*如图中F!点所:示
! :图,14所示的φ-λ关!系曲线分为三个阶段!当λ≤λ0》时稳定?系数:。φ=1?为强度破坏》。;当λ>λp时钢】管混:凝土柱为弹性失【稳;当λ0<λ≤】。λp:时钢管混凝土柱【为弹塑性失稳
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】图14 φ-λ【。关系曲线示意图【
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8.1.》。6、8.1.7 】 研究表明在标准火!灾作用?下影响?。钢管混凝土》柱承载力的因素主】要为:受火时?间、柱长《细比和截《面周:长为便于工程设【计对无防火保—护钢管混凝土柱在标!。准火灾作用》下的承载力系数【kT进行分析—回归得?到了kT计算公式】(8.?1.6)、(—8.1.7)该公式!计,。算结果与《。试,验结果及有》限元分?析,结果均较吻合
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8.1.!8、8.1》.9 金属—网抹M5水泥砂【浆防火保《护,、非:。膨胀型钢结构防火】涂料防火保护是钢管!混凝土?柱最常用的》两种防火保护方式条!。。文,中钢管混凝土—柱防火保护厚度的】计算公式《(8.1《.,8,)、(8.》1.9?)是在试《验研:究的基础上通过对大!。量的有限元算例【。计算结果进行分析】。、回归?拟合得到的》这些有限元算例涵】盖,了工程?中常用?。的参数范围》式(8.《1.8?)、式(8.1.9!)的计?算结:果与试验《结果:均吻合
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《 附录C给出了按式!(8.1《.8)计算的—钢管混凝土柱防火保!护层厚度其中—非膨胀型防》火涂料保护层的【厚度是以防火涂料的!热传:导系数?为,0.:10:W/:(m·℃)计算【。的当:施工:采用的防《火涂:料的热传导系数与】该值不同时应按【本规范?附录A确定施工厚】度此外按本规范第】。4.1节的有关规】定非:膨,。胀型防火涂料保护层!。。的最小厚度》不应小于10mm】砂浆防火保》护的:最,小厚度不应小—于25mm
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8.1.10 】 火灾?下钢:。管,混凝:土柱内混凝土会产生!一定:的水蒸气为保证钢】管和混凝土之—间共同工作》良好:保,证结构的安全应在】。钢管上设置如—图1 5所示的【排气孔对于》长柱仅在楼层位置】的,钢管上?设,置排:气孔不能保证—充分排气《因此:本条规定排气孔还】要,沿钢柱的高》度方向设《置间:距不宜大于6—m
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图15 排!气孔位置示》意图(mm)
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