7　鋼結構耐火驗算與防火保護設計

7.1　承載力法

Ⅰ　基本鋼構件

7.1.1　火災下軸心受拉鋼構件或軸心受壓鋼構件的強度應按下式驗算：

式中：N——火災下鋼構件的軸拉（壓）力設計值；An——凈截面面積；

　　　fT——高溫下鋼材的強度設計值，按本規范第5.1節規定確定。

7.1.2　火災下軸心受壓鋼構件的穩定性應按下列公式驗算：

式中：N——火災下鋼構件的軸向壓力設計值；

　　　A——毛截面面積；

　　　φT——高溫下軸心受壓鋼構件的穩定系數；

　　　φ——常溫下軸心受壓鋼構件的穩定系數，應按現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定確定；

　　　αc——高溫下軸心受壓鋼構件的穩定驗算參數，應根據構件長細比和構件溫度按表7.1.2確定。

7.1.3　火災下單軸受彎鋼構件的強度應按下式驗算：

式中：M——火災下構件的最不利截面處的彎矩設計值；

　　　Wn——鋼構件最不利截面的凈截面模量；

　　　γ——截面塑性發展系數。

7.1.4　火災下單軸受彎鋼構件的穩定性應按下列公式驗算：

式中：M——火災下構件的最大彎矩設計值；

　　　W——按受壓最大纖維確定的構件毛截面模量；

　　　φbT——高溫下受彎鋼構件的穩定系數；

　　　φb——常溫下受彎鋼構件的穩定系數，應按現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定確定；當φb＞0.6時，φb不作修正；

　　　αb——高溫下受彎鋼構件的穩定驗算參數，應按表7.1.4確定。

7.1.5　火災下拉彎或壓彎鋼構件的強度應按下式驗算：

式中：Mx、My——火災下最不利截面處對應于強軸x軸和弱軸y軸的彎矩設計值；

　　　Wnx、Wny——繞x軸和y軸的凈截面模量；

　　　γx、γy——繞強軸和弱軸彎曲的截面塑性發展系數。

7.1.6　火災下壓彎鋼構件繞強軸x軸彎曲和繞弱軸y軸彎曲時的穩定性應分別按下列公式驗算：

式中：N——火災下鋼構件的軸向壓力設計值；

　　　Mx、My——火災下所計算鋼構件段范圍內對強軸和弱軸的最大彎矩設計值；

　　　A——毛截面面積；

　　　Wx、Wy——對強軸和弱軸按其最大受壓纖維確定的毛截面模量；

　　　——高溫下繞強軸和弱軸彎曲的參數；

　　　λx、λy——對強軸和弱軸的長細比；

　　　φxT、φyT——高溫下軸心受壓鋼構件對應于強軸和弱軸失穩的穩定系數，應按本規范第7.1.2條式（7.1.2-2）計算；

　　　φbxT、φbyT——高溫下均勻彎曲受彎鋼構件對應于強軸和弱軸失穩的穩定系數，應按本規范第7.1.4條式（7.1.4-2）計算；

　　　η——截面影響系數，對于閉口截面，取0.7；對于其他截面，取1.0；

　　　βmx、βmy——彎矩作用平面內的等效彎矩系數，應按下列規定采用（βm表示βmx、βmy）：

1）框架柱和兩端支承的構件：

①無橫向荷載作用時：取βm=0.65+0.35M2/M1，M1和M2為端彎矩，使構件產生同向曲率（無反彎點）時取同號；使構件產生反向曲率（有反彎點）時取異號，|M1|≥|M2|；

②有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構件產生同向曲率時，βm=1.0；使構件產生反向曲率時，βm=0.85；

③無端彎矩但有橫向荷載作用時：βm=1.0。

2）懸臂構件和分析內力未考慮二階效應的無支撐純框架和弱支撐框架柱，βm=1.0；

βtx、βty——彎矩作用平面外的等效彎矩系數，應按下列規定采用（βt表示βtx、βty）：

1）在彎矩作用平面外有支承的構件，應根據兩相鄰支承點間構件段內的荷載和能力情況確定：

①所考慮構件段無橫向荷載作用時：βt=0.65+0.35M2/M1，M1和M2為在彎矩作用平面內的端彎矩，使構件產生同向曲率（無反彎點）時取同號；使構件產生反向曲率（有反彎點）時取異號，|M1|≥|M2|；

②所考慮構件段有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構件產生同向曲率時，βt=1.0；使構件產生反向曲率時，βt=1.0；

③所考慮構件段無端彎矩但有橫向荷載作用時：βt=1.0。

2）彎矩作用平面外為懸臂的構件，βt=1.0。

Ⅱ　鋼框架梁、柱

7.1.7　火災下受樓板側向約束的鋼框架梁的承載力可按下式驗算：

式中：M——火災下鋼框架梁上荷載產生的最大彎矩設計值，不考慮溫度內力；

　　　Wp——鋼框架梁截面的塑性截面模量。

7.1.8　火災下鋼框架柱的承載力可按下式驗算：

式中：N——火災下鋼框架柱所受的軸壓力設計值；

　　　A——鋼框架柱的毛截面面積；

　　　φT——高溫下軸心受壓鋼構件的穩定系數，應按式（7.1.2-2）計算，其中鋼框架柱計算長度應按柱子長度確定。