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
】。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0.75 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
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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900】mm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/M》u>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?。/,N,u<φ3《。η0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/M?u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*/N】u-: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>λ》p时钢管混凝土【柱为弹性失稳;当λ!0<λ≤λ》p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,。。.10W《/(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10?mm砂浆防》火保护的最小厚度】不应小?于2:5mm
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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6m
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图15》 排:气,孔位置?示意图(mm)【
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