安全验证
8  组合!结构耐火验算—与防火保《护设计 ! ? 8:.1  《钢管:混凝土柱 —。    ! 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.》7,5 k?T, : 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900m》。m时)宜在钢管【内壁设置《。。栓钉:或纵向加劲肋— ,    】 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 【     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<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《 ! 图13 【 ,N*/N《。u-M/Mu关【。系 《     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 — ? : ?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 ! 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  】 :    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 ! 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 ! — , : 图15 排【气孔位置示意图(】m,m) 《