8.2.1 壓型鋼板組合樓板應(yīng)按下列規(guī)定進行耐火驗算與防火設(shè)計:
1 不允許發(fā)生大撓度變形的組合樓板,標準火災(zāi)下的實際耐火時間td應(yīng)按下式計算。當組合樓板的實際耐火時間td小于其設(shè)計耐火極限tm時,組合樓板應(yīng)采取防火保護措施;當組合樓板的實際耐火時間td大于或等于其設(shè)計耐火極限tm時,可不采取防火保護措施。

式中:td——無防火保護的組合樓板的設(shè)計耐火極限(min);
M——火災(zāi)下單位寬度組合樓板的最大正彎矩設(shè)計值;
ft——常溫下混凝土的抗拉強度設(shè)計值;
W——常溫下素混凝土板的截面正彎矩抵抗矩。
2 允許發(fā)生大撓度變形的組合樓板的耐火驗算可考慮組合樓板的薄膜效應(yīng)。當火災(zāi)下組合樓板考慮薄膜效應(yīng)時的承載力不滿足下式時,組合樓板應(yīng)采取防火保護措施;滿足時,可不采取防火保護措施。
qr≥q (8.2.1-2)
式中:qr——火災(zāi)下組合樓板考慮薄膜效應(yīng)時的承載力設(shè)計值(kN/m2),應(yīng)按本規(guī)范附錄D確定;
q——火災(zāi)下組合樓板的荷載設(shè)計值(kN/m2),應(yīng)按本規(guī)范第3.2.2條確定。
8.2.2 組合樓板的防火保護措施應(yīng)根據(jù)耐火試驗結(jié)果確定,耐火試驗應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《建筑構(gòu)件標準耐火試驗》GB/T 9978的規(guī)定。
條文說明
8.2 壓型鋼板組合樓板
8.2.1 壓型鋼板組合樓板是建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的樓板形式。壓型鋼板使用有兩種方式:一是壓型鋼板只作為混凝土板的施工模板,在使用階段不考慮壓型鋼板的受力作用(即壓型鋼板、混凝土樓板不構(gòu)成組合樓板);二是壓型鋼板除了作為施工模板外,還與混凝土板形成組合樓板共同受力。當壓型鋼板只作為施工模板使用時,不需要進行防火保護。當壓型鋼板作為組合樓板的受力結(jié)構(gòu)使用時,由于火災(zāi)高溫對壓型鋼板的承載力會有較大影響,因此應(yīng)進行耐火驗算與防火設(shè)計。
組合樓板中壓型鋼板、混凝土樓板之間的黏結(jié),在樓板升溫不高時就會發(fā)生失效,因此壓型鋼板在火災(zāi)下對樓板的承載力基本不起作用,但忽略壓型鋼板的素混凝土板仍有一定的耐火能力。式(8.2.1-1)給出的耐火極限為素混凝土板自身的耐火極限,此時樓板的撓度很小。
組合樓板在火災(zāi)下可產(chǎn)生很大的變形,“薄膜效應(yīng)”是英國Cardington八層足尺鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)試驗(1995年~1997年)的一個重要發(fā)現(xiàn),這一現(xiàn)象也出現(xiàn)于2001年5月臺灣東方科學園大樓火災(zāi)(圖16)等火災(zāi)事故中。圖17為組合樓板“薄膜效應(yīng)”的形成過程,最終板周邊混凝土擠壓形成壓力環(huán),板中央鋼筋網(wǎng)(包括組合樓板面層的抗裂溫度筋網(wǎng))受拉屈服產(chǎn)生懸鏈線效應(yīng)來承受豎向荷載,類似于受拉薄膜張力。樓板在大變形下產(chǎn)生的薄膜效應(yīng),使樓板在火災(zāi)下的承載力可比基于小撓度破壞準則的承載力高出許多。利用薄膜效應(yīng),發(fā)揮樓板的抗火性能潛能,有助于降低工程費用。


在火災(zāi)下,組合樓板薄膜效應(yīng)的大小與板塊形狀、板塊的邊界條件等有很大關(guān)系。如圖18(a)所示支承于梁柱格柵上的鋼筋混凝土樓板,在火災(zāi)下可能產(chǎn)生兩種破壞模式:(1)梁的承載能力小于板的承載力能力時,梁先于板發(fā)生破壞,梁內(nèi)將首先形成塑性鉸[圖18(b)],隨著荷載的增加,屈服線將貫穿整個樓板;在這種破壞模式下,樓板不會產(chǎn)生薄膜效應(yīng);(2)梁的承載力大于樓板的承載力時,樓板首先屈服,梁內(nèi)不產(chǎn)生塑性鉸,此時樓板的極限承載力將取決于單個板塊的性能,其屈服形式如圖18(c)所示;如樓板周邊上的垂直支承變形一直很小,樓板在變形較大的情況下就會產(chǎn)生薄膜效應(yīng)。因此,樓板產(chǎn)生薄膜效應(yīng)的一個重要條件是:火災(zāi)下樓板周邊有垂直支承且支承的變形一直很小。在本規(guī)范附錄C中,給出了板塊產(chǎn)生薄膜效應(yīng)的條件。

8.2.2 由于樓板的面積很大,對壓型鋼板進行防火保護,工程量大、費用高、施工周期長。在有些情況下,將壓型鋼板設(shè)計為只作模板使用是更經(jīng)濟、可行的解決措施。
當樓板內(nèi)配置有足夠的鋼筋時,混凝土樓板自身的耐火極限極有可能達到設(shè)計耐火極限,此時組合樓板可不進行防火保護。對此,應(yīng)通過標準耐火試驗來測定樓板的實際耐火極限。
壓型鋼板進行防火保護時,常采用防火涂料。對于防火涂料保護的壓型鋼板組合樓板,目前尚沒有簡便的耐火驗算方法,因此本條規(guī)定基于標準耐火試驗結(jié)果確定防火保護。


住宅設(shè)計規(guī)范 GB50096
電動汽車充電站設(shè)計規(guī)
