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.《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:
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9【00m?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* /N—u -M/》Mu关系曲线—可采用直线段CD和!抛物线段AC来描述!当M/M《u,≤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/N】u<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!/M:。。u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≤λ】0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λ:0<λ?≤λ:p时钢管混》凝土柱为《弹塑性失《稳
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图:。1,4 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k《T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
!。 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10mm砂浆防火!保护的最小厚度【不,应小于25》mm
】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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