6.4.1 在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火計算時,應(yīng)考慮溫度內(nèi)力和變形的影響。
6.4.2 計算鋼結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件受火升溫的溫度內(nèi)力和變形時,可將受火構(gòu)件的溫度效應(yīng)等效為桿端作用力(圖6.4.2 ) ,并將該作用力作用在與該桿端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)節(jié)點上,然后按常溫下的分析方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,得到該構(gòu)件升溫對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和變形。其中,受火構(gòu)件的溫度內(nèi)力可按下式確定:
式中
NT——受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力(壓力);
MTi——受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩(方向與圖6.4.2b所示Mte方向相反);
Nf——按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力(受拉為正)
Mfi——按等效作用力分析得到的受火厚繭的桿端彎矩(方向與圖6.4.2b所示MTe方向一致為正);
T1、T2, ——受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度,對于有防火保護(hù)層的鋼構(gòu)件取T1=T2;
T0——受火前構(gòu)件的溫度;
ET——溫度為(T1+T2)/2時鋼材的彈性模量;
A——受火構(gòu)件的截面積;
I——受火構(gòu)件的界面慣性矩;
h——受火構(gòu)件的界面高度。
圖6.4.2 結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)等效為桿端作用力
6.4.3 計算框架柱的溫度內(nèi)力時,如僅考慮該柱升溫(相鄰柱不升溫),則該柱的溫度內(nèi)力可根據(jù)計算結(jié)果折減30%。
6.4.4 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火驗算時,受火構(gòu)件在外荷載作用下的內(nèi)力,可采用常溫下相同荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力乘以折減系數(shù)0.9 。
條文說明
6.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
6.4.1~6.4.3 當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度分布以及高溫材料模型可以確定時,宜采用結(jié)構(gòu)分析的方法計算火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。高溫下的結(jié)構(gòu)分析方法和常溫下的結(jié)構(gòu)分析方法相同,只是高溫分析中必須考慮材料本構(gòu)關(guān)系的不斷改變。
由于火災(zāi)一般只發(fā)生并局限于建筑物的局部,因此也可以采用子結(jié)構(gòu)分析模型計算火災(zāi)下局部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。子結(jié)構(gòu)包括火災(zāi)區(qū)域結(jié)構(gòu)部分并適當(dāng)延伸,其邊界條件(包括邊界上的作用力)由常溫下的結(jié)構(gòu)分析得出并假定在火燃燒過程中保持不變。
進(jìn)行構(gòu)件抗火設(shè)計時,構(gòu)件上的內(nèi)力可由火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)分析方法或子結(jié)構(gòu)分析方法得到。
6.4.4 當(dāng)不進(jìn)行火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)分析或子結(jié)構(gòu)分析時,火災(zāi)區(qū)域構(gòu)件由外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力可以按照常溫下結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果進(jìn)行折減(考慮受火構(gòu)件彈性模量降低),拆減系數(shù)取0.9 一般偏于保守。非火災(zāi)區(qū)域構(gòu)件的內(nèi)力假定和常溫下相同。
6.4.2 計算鋼結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件受火升溫的溫度內(nèi)力和變形時,可將受火構(gòu)件的溫度效應(yīng)等效為桿端作用力(圖6.4.2 ) ,并將該作用力作用在與該桿端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)節(jié)點上,然后按常溫下的分析方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,得到該構(gòu)件升溫對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和變形。其中,受火構(gòu)件的溫度內(nèi)力可按下式確定:
式中
NT——受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力(壓力);MTi——受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩(方向與圖6.4.2b所示Mte方向相反);
Nf——按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力(受拉為正)
Mfi——按等效作用力分析得到的受火厚繭的桿端彎矩(方向與圖6.4.2b所示MTe方向一致為正);
T1、T2, ——受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度,對于有防火保護(hù)層的鋼構(gòu)件取T1=T2;
T0——受火前構(gòu)件的溫度;
ET——溫度為(T1+T2)/2時鋼材的彈性模量;
A——受火構(gòu)件的截面積;
I——受火構(gòu)件的界面慣性矩;
h——受火構(gòu)件的界面高度。
圖6.4.2 結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)等效為桿端作用力
6.4.3 計算框架柱的溫度內(nèi)力時,如僅考慮該柱升溫(相鄰柱不升溫),則該柱的溫度內(nèi)力可根據(jù)計算結(jié)果折減30%。6.4.4 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火驗算時,受火構(gòu)件在外荷載作用下的內(nèi)力,可采用常溫下相同荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力乘以折減系數(shù)0.9 。
條文說明
6.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
6.4.1~6.4.3 當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度分布以及高溫材料模型可以確定時,宜采用結(jié)構(gòu)分析的方法計算火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。高溫下的結(jié)構(gòu)分析方法和常溫下的結(jié)構(gòu)分析方法相同,只是高溫分析中必須考慮材料本構(gòu)關(guān)系的不斷改變。
由于火災(zāi)一般只發(fā)生并局限于建筑物的局部,因此也可以采用子結(jié)構(gòu)分析模型計算火災(zāi)下局部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。子結(jié)構(gòu)包括火災(zāi)區(qū)域結(jié)構(gòu)部分并適當(dāng)延伸,其邊界條件(包括邊界上的作用力)由常溫下的結(jié)構(gòu)分析得出并假定在火燃燒過程中保持不變。
進(jìn)行構(gòu)件抗火設(shè)計時,構(gòu)件上的內(nèi)力可由火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)分析方法或子結(jié)構(gòu)分析方法得到。
6.4.4 當(dāng)不進(jìn)行火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)分析或子結(jié)構(gòu)分析時,火災(zāi)區(qū)域構(gòu)件由外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力可以按照常溫下結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果進(jìn)行折減(考慮受火構(gòu)件彈性模量降低),拆減系數(shù)取0.9 一般偏于保守。非火災(zāi)區(qū)域構(gòu)件的內(nèi)力假定和常溫下相同。


住宅設(shè)計規(guī)范 GB50096
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