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kT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kT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—kT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90》0m:m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/Mu】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<φ3η】0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
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— :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
】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》10m?m,砂浆防火保》护的最小《厚度不应小于25m!。m
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:8.1.1》0 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6m
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图15 》排,气孔位置示意图【。。(mm)
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