（规范性附录）

钢结构防火涂料耐火试验加载量计算

    钢梁为Q235钢材，抗弯强度为f（N/mm2）。钢梁安装方式为水平简支，计算跨度为L0（mm）、受压翼缘宽度为b1（mm）、翼缘厚度为t1（mm）、腹板厚度为d（mm）、截面高度h（mm）、截面回转半径为iy（mm）、截面模量为Wx（mm3）、强度折减系数为k、屈服强度为fy（N/mm2）、自重为g（N/m）。标准盖板自重经称量为q0（N/m）。

    钢梁受载后其截面上实际产生的最大弯矩Mmax采用式（B.1）计算：

Mmax =（1/8）qmaxL02 ……………………………（B.1）

    按GB 50017—2003中4.1规定，钢梁截面上的设计弯矩Mx应符合式（B.2）的要求。

Mx /（γxWx）≤ kf ………………………………（B.2）

    式中，对于工字形截面γx=1.05，当梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比大于而不超过时，γx=1.0。

    由式（B.2），钢梁截面上的设计弯矩极限值M极限应采用式（B.3）计算：

M极限 = kγxWxf ………………………………（B.3）

    依据6.5.5的规定，Mmax=M极限×60％，由式（B.1）和式（B.3）推出均布荷载qmax：

qmax =4.8kγxWxf / L02 ……………………………（B.4）

B.3.1  验证原则

    按GB 50017—2003中4.2.1规定，若L0/b1>13，则应计算梁的整体稳定性。

B.3.2  稳定系数的计算

    按GB 50017—2003中B.5规定，对于均匀弯曲的受弯构件：

    （1）当λy<时，对于双轴对称的工字形截面（含H型钢），其稳定系数φb可按式（B.5）计算。

    式中：

    λy = L0 / iy。

    （2）当λy<时，其稳定系数φb应按GB 50017—2003中B.1和B.2的规定进行计算，并且当计算所得的φb>0.6时，应采用式（B.6）对其进行修正计算。

φ＇b = 1.07 - 0.282 / φb ……………………………（B.6）

B.3.3  验证条件

    按GB 50017—2003中4.2.2规定，在处于整体稳定的条件下，钢梁截面上的最大弯矩Mmax应符合式（B.7）的要求。

Mmax ≤ kfφbWx ………………………………（B.7）

    当稳定系数经过修正后，应采用φb＇代替式（B.7）中的φb。

    若不符合以上验证条件，应按GB 50017—2003中4.2规定，以梁的整体稳定性计算均布荷载qmax。

    依据6.5.5的规定，试件的实际加载量F采用式（B.8）计算：

  F=（qmax - g - q0）L0 ………………………………（B.8）

    示例1：

    已知：试验基材为GB/T 11263—2017规定的HN400×200热轧H型钢，f=215 N/mm2、L0=4200mm、b1=200mm、t1=13mm、d=8mm、h=400mm、iy=45.4mm、Wx=1190000mm3、k=0.9、fy=235N/mm2、g=646.8N/m，所用标准盖板自重经称量q0=573.3N/m。求钢梁的实际加载量F。

    计算程序如下：

    （1）均布荷载计算：

    由于梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比为，而，所以γx=1.05。由式（B.4）得：

qmax = 4.8kγxWxf / L02=4.8×0.9×1.05×1190000×215/42002 = 65.790kN/m

    （2）稳定性验证：

    因L0/b1=4200/200=21>13，应计算梁的整体稳定性。

    λy=L0/iy=4200/45.4=92.51<=120，由式（B.5）得：

    由式（B.1）得：

Mmax =（1/8）qmaxL02 =（1/8）×65.790×42002=145067N·m

    而，kfφbWx=0.9×215×0.88×1190000=202633N·m

    所以，MmaxbWx，满足稳定性要求。

    （3）加载量计算：

    由式（B.8）得：

  F=（qmax - g - q0）L0=（65790-646.8-573.3）×4.2=271kN

    示例2：

    已知：试验基材为GB/T 706—2016规定的36b热轧工字钢，f=215N/mm2、L0 =4200mm、b1=138mm、t1 =15.8mm、d=12.0mm、h=360mm、iy=26.4mm、Wx=919000mm3、k=0.9、fy=235N/mm2、g=643.8N/m，所用标准盖板自重经称量q0=573.3N/m。求钢梁的实际加载量F。

    计算程序如下：

    （1）均布荷载计算：    由于梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比为，而，所以γx=1.05。由式（B.4）得：

qmax = 4.8kγxWxf / L02=4.8×0.9×1.05×919000×215/42002 = 50.808kN/m

    （2）稳定性验证：

    因L0/b1=4200/138=30>13，应计算梁的整体稳定性。

    λy=L0/iy=4200/26.4=159.09>=120，按GB 50017—2003中B.2的规定计算梁的整体稳定系数：

    查表（见GB 50017—2003中表B.2），当L0=4000mm和L0=5000mm时，其对应稳定性系数分别为0.93和0.73。采用线性插值法计算，当L0=4200mm时，梁的稳定性系数φb=0.89>0.6，按式（B.6）对其进行修正：

    φb＇=1.07-0.282/φb=1.07-0.282/0.89=0.75

    由式（B.1）得：

Mmax =（1/8）qmaxL02 =（1/8）×50.808×42002=112032N·m

    而，kfφb＇Wx=0.9×215×0.75×919000=133370N·m

    所以，Mmaxb＇Wx，满足稳定性要求。

    （3）加载量计算：

    由式（B.8）得：

  F=（qmax - g - q0）L0=（50808-643.8-573.3）×4.2=208kN