- GB 51249-2017 建筑鋼結構防火技術規范
- 同濟大學
- 2005字
- 2021-08-12 09:14:15
7.2 臨界溫度法
Ⅰ 基本鋼構件的臨界溫度
7.2.1 軸心受拉鋼構件的臨界溫度Td應根據截面強度荷載比R按表7.2.1確定,R應按下式計算:

式中:N——火災下鋼構件的軸拉力設計值;
An——鋼構件的凈截面面積;
f——常溫下鋼材的強度設計值。
表7.2.1 按截面強度荷載比R確定的鋼構件的臨界溫度Td(℃)

7.2.2 軸心受壓鋼構件的臨界溫度Td,應取臨界溫度、
中的較小者。臨界溫度
應根據截面強度荷載比R按本規范第7.2.1條表7.2.1確定,R應按式(7.2.2-1)計算;臨界溫度
應根據構件穩定荷載比R′和構件長細比λ按表7.2.2確定,R′應按下列公式計算:


式中:N——火災下鋼構件的軸壓力設計值;
A——鋼構件的毛截面面積;
φ——常溫下軸心受壓鋼構件的穩定系數。
表7.2.2 根據穩定荷載比R′確定的軸心受壓鋼構件的臨界溫度(℃)

注:表中λ為構件的長細比,fy為常溫下鋼材強度標準值。
7.2.3 單軸受彎鋼構件的臨界溫度Td應取下列臨界溫度、
中的較小者:
1 臨界溫度應根據截面強度荷載比R按本規范第7.2.1條表7.2.1確定,R應按下式計算:

式中:M——火災下鋼構件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。
2 臨界溫度應根據構件穩定荷載比R′和常溫下受彎構件的穩定系數φb按表7.2.3確定
,R′應按下式計算:

式中:M——火災下鋼構件的最大彎矩設計值;
W——鋼構件的毛截面模量;
φb——常溫下受彎鋼構件的穩定系數,應根據現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定計算。
表7.2.3 根據構件穩定荷載比R′確定的受彎鋼構件的臨界溫度(℃)

7.2.4 拉彎鋼構件的臨界溫度Td,應根據截面強度荷載比R按本規范第7.2.1條表7.2.1確定,R應按下式計算:

式中:N——火災下鋼構件的軸拉力設計值;
Mx、My——火災下鋼構件最不利截面處對應于強軸和弱軸的彎矩設計值;
An——鋼構件最不利截面的凈截面面積;
Wnx、Wny——對強軸和弱軸的凈截面模量;
γx、γy——繞強軸和繞弱軸彎曲的截面塑性發展系數。
7.2.5 壓彎鋼構件的臨界溫度Td應取下列臨界溫度、
、
中的最小者:
1 臨界溫度應根據截面強度荷載比R按表7.2.1確定,R應按下式計算:

式中:N——火災下鋼構件的軸壓力設計值。
2 臨界溫度應根據繞強軸x軸彎曲的構件穩定荷載比
和長細比λx分別按表7.2.5-1和表7.2.5-2確定,
應按下列公式計算:

式中:Mx、My——火災下所計算構件段范圍內對強軸和弱軸的最大彎矩設計值;
Wx、Wy——對強軸和弱軸的毛截面模量;
——繞強軸彎曲的參數;
Es——常溫下鋼材的彈性模量;
λx——對強軸的長細比;
φx——常溫下軸心受壓構件對強軸失穩的穩定系數;
φby——常溫下均勻彎曲受彎構件對弱軸失穩的穩定系數,應按現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定計算;
γx——繞強軸彎曲的截面塑性發展系數;
η——截面影響系數,對于閉口截面,η=0.7;對于其他截面,η=1.0;
βmx——彎矩作用平面內的等效彎矩系數,應按本規范第7.1.6條的規定計算;
βty——彎矩作用平面外的等效彎矩系數,應按本規范第7.1.6條的規定計算。
3 臨界溫度應根據繞強軸y軸彎曲的構件穩定荷載比
和長細比λy分別按表7.2.5-1和表7.2.5-2確定,
應按下列公式計算。

式中:——繞強軸彎曲的參數;
λy——鋼構件對弱軸的長細比;
φy——常溫下軸心受壓構件對弱軸失穩的穩定系數;
φbx——常溫下均勻彎曲受彎構件對強軸失穩的穩定系數,應按現行國家標準《鋼結構設計規范》GB 50017的規定計算;
γy——繞弱軸彎曲的截面塑性發展系數。
表7.2.5-1 壓彎結構鋼構件按穩定荷載比(或
)確定的臨界溫度
(或
)(℃)

表7.2.5-2 壓彎耐火鋼構件按穩定荷載比(或
)確定的臨界溫度
(或
)(℃)

Ⅱ 鋼框架梁、柱的臨界溫度
7.2.6 受樓板側向約束的鋼框架梁的臨界溫度Td可根據截面強度荷載比R按本規范第7.2.1條表7.2.1確定,R應按下式計算:

式中:M——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。
7.2.7 鋼框架柱的臨界溫度Td可根據穩定荷載比R′按本規范第7.2.2條表7.2.2確定,R′應按下式計算:

式中:N——火災時鋼框架柱所受的軸壓力設計值;
A——鋼框架柱的毛截面面積;
φ——常溫下軸心受壓構件的穩定系數。
Ⅲ 防火保護層的設計厚度
7.2.8 鋼構件采用輕質防火保護層時,防火保護層的設計厚度可根據鋼構件的臨界溫度按下列規定確定:
1 對于膨脹型防火涂料,防火保護層的設計厚度宜根據防火保護材料的等效熱阻經計算確定。等效熱阻可根據臨界溫度按下式計算:

2 對于非膨脹型防火涂料、防火板,防火保護層的設計厚度宜根據防火保護材料的等效熱傳導系數按式(7.2.8-2)計算確定。

式中:Ri——防火保護層的等效熱阻(m2·℃/W);
Td——鋼構件的臨界溫度(℃);
Ts0——鋼構件的初始溫度(℃),可取20℃;
tm——鋼構件的設計耐火極限(s);當火災熱煙氣的溫度不按標準火災升溫曲線確定時,應取等效曝火時間;
Fi/V——有防火保護鋼構件的截面形狀系數(m-1);
di——防火保護層的設計厚度(m);
λi——防火保護材料的等效熱傳導系數[W/(m·℃)]。
7.2.9 鋼構件采用非輕質防火保護層時,防火保護層的設計厚度應按本規范第6.2.2條的規定經計算確定。
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