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附錄E,鋼管混凝土構(gòu)件防火計(jì)算方法E。0，1 火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線、本規(guī)范采用的升溫曲線為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法、第1部分.通用要求、GB,T.9978，1。2008中第6,6，1條規(guī)定的升溫曲線,也是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO、834推薦的升溫曲線 E 0 2,高溫下材料的特性.高溫下 鋼材和混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨著溫度的升高而下降 目前采用較多的是國(guó)外T。T,Lie的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、由于其采用的是高溫下鋼材和混凝土的強(qiáng)度和彈性模量。用分段函數(shù)或表格的形式給出.為了方便采用計(jì)算、構(gòu)造新的函數(shù)對(duì)其重新回歸。最終得本規(guī)范公式.E，0.2，1。E.0，2、4。熱工參數(shù)采用T。T、Lie的成果.E、0.3 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下構(gòu)件的溫度場(chǎng)計(jì)算。鋼管混凝土防火設(shè)計(jì)是通過基于平均溫度概念的方法，由理論,實(shí)驗(yàn)和數(shù)值分析，給出了鋼管和混凝土的平均溫度計(jì)算公式，多邊形的平均溫度計(jì)算.基于平均溫度控制方程推導(dǎo).將等效成具有同樣面積的圓形截面計(jì)算.其中。鋼管的等效厚度.ds。單位為，mm.按面積等效成圓形的厚度可以按下式計(jì)算、混凝土的等效厚度，Le.單位為mm,按面積等效成圓形的厚度可以按下式計(jì)算,E 0,4,標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線下構(gòu)件的抗壓承載力.由于鋼管很薄且導(dǎo)熱性好、因此可以認(rèn)為鋼管的溫度處處相等,對(duì)于混凝土，由于存在溫度梯度，通過研究發(fā)現(xiàn)可以采用混凝土的平均溫度來統(tǒng)一衡量混凝土的強(qiáng)度變化,同時(shí).火災(zāi)下鋼管強(qiáng)度降低較快、因此忽略火災(zāi)下的套箍作用，則強(qiáng)度的折減系數(shù) kscT。等于高溫下的強(qiáng)度疊加值比上常溫下的強(qiáng)度疊加值，見本規(guī)范公式，E、0。4,2,則火災(zāi)下的組合強(qiáng)度等于強(qiáng)度折減系數(shù)乘上常溫下的組合強(qiáng)度。即.當(dāng)混凝土的折減系數(shù)簡(jiǎn)化為線性變化時(shí) 可采用平均溫度計(jì)算材料的強(qiáng)度折減、考慮溫度的不均勻性?；炷恋钠骄鶞囟劝磮D17中的小值計(jì)算、即,圖17,鋼管混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)、穩(wěn)定系數(shù),隨溫度的變化曲線 火災(zāi)下構(gòu)件的強(qiáng)度承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算.火災(zāi)下構(gòu)件的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算.式中，φT t.時(shí)刻 鋼管混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù).按本規(guī)范公式、E,0,4,6.計(jì)算,在常溫下 影響構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)的主要因素有兩個(gè) 一個(gè)是正則長(zhǎng)細(xì)比.另一個(gè)是等效初始偏心,對(duì)于正則長(zhǎng)細(xì)比,根據(jù)統(tǒng)一理論的思想?？梢詫⒉煌瑫r(shí)刻的鋼管混凝土看成是一種單一材料組成的構(gòu)件 對(duì)應(yīng)的參數(shù)按不同時(shí)間點(diǎn)的材料性質(zhì)來確定。計(jì)算公式和常溫相同.對(duì)于等效初始偏心系數(shù) 由于高溫的影響 在這里考慮到高溫對(duì)殘余應(yīng)力的影響。穩(wěn)定系數(shù)按類似鋼結(jié)構(gòu)的,b。類截面考慮，高溫下的穩(wěn)定系數(shù)同樣根據(jù)靜力公式擴(kuò)展而來 高溫下的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式如下 式中。λscT、高溫下的正則長(zhǎng)細(xì)比,λsc、構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比,fscT、t.時(shí)刻。鋼管混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、按本規(guī)范公式.E。0，4,1,計(jì)算。EscT,t 時(shí)刻 鋼管混凝土構(gòu)件的彈性模量，按本規(guī)范。E,0,4，7,計(jì)算、E,0、5.空心鋼管混凝土中空部分注水構(gòu)件的耐火時(shí)間.空心鋼管混凝土柱可利用管內(nèi)無(wú)混凝土的空心部分，火災(zāi)時(shí)自動(dòng)注水.以使構(gòu)件降溫。保護(hù)柱子不被破壞、表4為不同火荷載比下,空心注水構(gòu)件的耐火時(shí)間有限元結(jié)果、從表中可以看出，在火荷載比較大的情況下，如，H、CFST,1,火荷載比大于0、3。H、CFST、2、火荷載比大于0.4、注水對(duì)提高構(gòu)件耐火時(shí)間的作用非常有限.可不考慮注水的影響,按不注水鋼管混凝土構(gòu)件計(jì)算耐火時(shí)間。而當(dāng)荷載比較小時(shí)，注水能很顯著地提高構(gòu)件的耐火時(shí)間 一般能達(dá)到3h、180min 以上,如火荷載比為0。1時(shí) 注水構(gòu)件的耐火時(shí)間超過4h 按3h,180min,取值,因此可以看出注水對(duì)耐火時(shí)間的提高主要針對(duì)大空心率構(gòu)件和小火荷載比的情況、表4，不同火荷載比下空心注水構(gòu)件的耐火時(shí)間 min,有限元結(jié)果、注 火荷載比為1時(shí)，即為極限荷載 認(rèn)為耐火時(shí)間為0、0.表5為幾個(gè)空心構(gòu)件的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總,無(wú)防火保護(hù)層時(shí)。其耐火時(shí)間都不到3h,表5，防火實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總E 0、6，當(dāng)防火材料為非膨脹型涂料時(shí) 防火材料主要是阻擋或延緩?fù)獠繜崃飨驑?gòu)件內(nèi)部的傳熱，從而起到滯后構(gòu)件升溫的作用 延長(zhǎng)構(gòu)件的耐火時(shí)間 根據(jù)已有文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)帶保護(hù)層的構(gòu)件的升溫過程和沒有保護(hù)層的構(gòu)件類似。當(dāng)鋼管溫度相同時(shí)。有保護(hù)層構(gòu)件所用的時(shí)間。t,e,和沒有保護(hù)層的構(gòu)件所用的時(shí)間.t。0.存在下面的關(guān)系，當(dāng)混凝土的平均溫度相同時(shí).有保護(hù)層構(gòu)件所用的時(shí)間,t,e,和沒有保護(hù)層的構(gòu)件所用的時(shí)間 t、0、存在下面的關(guān)系,對(duì)于同一構(gòu)件.當(dāng)，t、0，t、0。t.時(shí).t.e。t，e，即在相同的荷載條件下 帶保護(hù)層的鋼管混凝土構(gòu)件的耐火時(shí)間在.t,e,和。t,e、之間、取構(gòu)件耐火時(shí)間為.因此 非膨脹型涂料厚度可以按下面的公式計(jì)算、式中.d。保護(hù)層厚度,mm，λ。保護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù),W，m 如 λ、0 1W m，tsc,沒有保護(hù)層時(shí),構(gòu)件的耐火時(shí)間.min,可以根據(jù)本規(guī)范第E.0，4條反算到.te。加保護(hù)層后希望達(dá)到的耐火時(shí)間、min,當(dāng)構(gòu)件在沒有涂防火涂料時(shí)耐火時(shí)間大于期望達(dá)到的耐火時(shí)間時(shí)，可以不進(jìn)行防火保護(hù) 當(dāng)防火保護(hù)層為水泥砂漿時(shí) 在不帶保護(hù)層溫度場(chǎng)求解算例的基礎(chǔ)上 增加保護(hù)層厚度這個(gè)參數(shù)、采用水泥砂漿作為保護(hù)層、熱工參數(shù)見,建筑物綜合防火設(shè)計(jì) l994，761、762、根據(jù)研究有,當(dāng)鋼管溫度相同時(shí)。有保護(hù)層構(gòu)件所用的時(shí)間.t、e和沒有保護(hù)層的構(gòu)件所用的時(shí)間，t.0。存在下面的關(guān)系，當(dāng)混凝土的平均溫度相同時(shí)，有保護(hù)層構(gòu)件所用的時(shí)間.t,e、和沒有保護(hù)層的構(gòu)件所用的時(shí)間.t 0,存在下面的關(guān)系，對(duì)于同一構(gòu)件.當(dāng),t。0。t，0 t0,時(shí)、t.e。t。e.在相同的荷載條件下,帶保護(hù)層的鋼管混凝土構(gòu)件的耐火時(shí)間在、t e.和,t、e 之間、則取耐火時(shí)間為,因此。水泥砂漿的厚度可以按下面的公式計(jì)算。計(jì)算中已計(jì)入水泥砂漿的導(dǎo)熱系數(shù) 式中。d 保護(hù)層厚度。mm，tsc，沒有保護(hù)層時(shí)。構(gòu)件耐火時(shí)間。min te、涂保護(hù)層后希望達(dá)到的耐火時(shí)間，min，當(dāng)構(gòu)件在沒涂水泥砂漿的情況下的耐火時(shí)間大于期望達(dá)到的耐火時(shí)間時(shí)、可以不進(jìn)行防火保護(hù),由于產(chǎn)品或構(gòu)造工藝，原材料的性能差別。建議設(shè)計(jì)時(shí)可參考上述方式進(jìn)行保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)。但應(yīng)有典型構(gòu)件的耐火試驗(yàn)結(jié)果為設(shè)計(jì)。驗(yàn)收依據(jù)、以便真實(shí)體現(xiàn)使用產(chǎn)品。施工工藝或構(gòu)造之間的差異,當(dāng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)報(bào)告所采用的構(gòu)件截面或形式與實(shí)際工程不同時(shí)應(yīng)選用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)有關(guān)防火保護(hù)構(gòu)件的耐火性能進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估結(jié)果作為設(shè)計(jì)或驗(yàn)收依據(jù)、以保證防火保護(hù)的可靠性?？蓞⒖嫉臉?biāo)準(zhǔn)有.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、GB，14907.2002 建筑構(gòu)件用防火保護(hù)材料通用要求,GA。T，110，2013