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8 組合結(jié)構(gòu)耐火驗算與防火保護設計8，1、鋼管混凝土柱。鋼管混凝土柱是指在鋼管中填充混凝土而形成且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 在鋼管內(nèi)澆灌低強度的素混凝土或輕質(zhì)混凝土等 可延緩鋼管的升溫 提高其耐火極限.是一種防火性能穩(wěn)定，耐久性能良好的防火保護方法，且不影響建筑外觀。但對于這類構(gòu)件。鋼管和內(nèi)部填充混凝土的整體共同受力性能相對較差 因此不能按本規(guī)范第8.1節(jié)規(guī)定的鋼管混凝土柱耐火驗算方法進行耐火驗算,而應按純鋼構(gòu)件進行耐火驗算、其中鋼管截面的溫度計算應考慮內(nèi)部填充材料的影響、8 1 2 火災下鋼管混凝土柱的承載力系數(shù)kT.是指火災下無防火保護鋼管混凝土柱的抗壓承載力與其常溫下抗壓承載力的比值。當荷載比R小于kT時，無防火保護的鋼管混凝土柱在火災下不會發(fā)生破壞 當R大于kT時,火災下鋼管混凝土柱所能提供的抗力已不足以抵抗外荷載作用,需進行防火保護 為了提高安全性、本條對不采取防火保護措施的適用條件提出了更為嚴格的要求.荷載比R應小于0 75。kT。8 1.3。鋼管混凝土柱的荷載比R表征受火過程中作用在柱上的荷載水平、8，1.4.8，1、5 鋼管混凝土柱中的鋼管對內(nèi)部混凝土具有約束作用，二者協(xié)同工作，共同受力.鋼管混凝土柱軸壓試驗和理論分析表明、由于組合作用的存在 鋼管混凝土柱的抗壓承載力大于簡單疊加鋼管和混凝土的抗壓承載力，為保證鋼管和核心混凝土共同工作.當鋼管混凝土構(gòu)件尺寸較大.如截面外尺寸大于900mm時.宜在鋼管內(nèi)壁設置栓釘或縱向加勁肋，實際工程中,鋼管混凝土柱通常同時承受軸向壓力和彎矩。第8。1、4條 第8、1。5條給出的常溫下鋼管混凝土柱的抗壓承載力計算公式 8,1,4,8，1,5 是在試驗研究及大量的數(shù)值算例分析基礎上建立的，在彎矩已知的情況下，由式。8，1。4,式，8，1,5、可求得鋼管混凝土柱在該彎矩作用下所能承受的軸向壓力、即抗壓承載力 由于矩形鋼管混凝土柱在兩個主軸方向的長細比不一定相同，因此有必要進行彎矩作用平面外的穩(wěn)定計算。式。8，1。4 式。8 1,5.適用于鋼管混凝土柱受壓破壞的情況。以下通過圖示方式解釋式.8、1、4，的物理意義、圖1，3所示為壓彎圓鋼管混凝土柱的N.Nu M Mu關系曲線，可采用直線段CD和拋物線段AC來描述.當M，Mu，1時,直線段CD表示式。8，1，4,1、當M,Mu.1時 拋物線段AC表示式,8。1 4.2.式 8,1,4,不適用于鋼管混凝土柱受拉破壞情況、因此當N、Nu。φ3η0時、拋物線段AB用虛線表示.圖中.A點為單純受彎矩作用時的工況、B點為受拉破壞和受壓破壞的臨界點.C點為N Nu.M Mu關系曲線變化的分界點 D點為單純受軸心壓力作用時的工況，C點與A點關于拋物圖13 N Nu、M。Mu關系 線對稱軸對稱.E點表示計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的某一最不利軸向壓力和彎矩組合 N M，其對應的承受壓彎作用時鋼管混凝土柱的抗壓承載力設計值N.如圖中F點所示.圖14所示的φ.λ關系曲線分為三個階段、當λ.λ0時，穩(wěn)定系數(shù)φ,1 為強度破壞.當λ、λp時、鋼管混凝土柱為彈性失穩(wěn)，當λ0、λ、λp時。鋼管混凝土柱為彈塑性失穩(wěn)，圖14.φ、λ關系曲線示意圖8、1，6 8.1、7,研究表明.在標準火災作用下，影響鋼管混凝土柱承載力的因素主要為受火時間,柱長細比和截面周長 為便于工程設計。對無防火保護鋼管混凝土柱在標準火災作用下的承載力系數(shù)kT進行分析 回歸得到了kT計算公式.8。1,6，8,1.7,該公式計算結(jié)果與試驗結(jié)果及有限元分析結(jié)果均較吻合、8,1。8.8,1 9,金屬網(wǎng)抹M5水泥砂漿防火保護,非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料防火保護是鋼管混凝土柱最常用的兩種防火保護方式,條文中鋼管混凝土柱防火保護厚度的計算公式,8,1，8 8。1、9,是在試驗研究的基礎上.通過對大量的有限元算例計算結(jié)果進行分析.回歸擬合得到的 這些有限元算例、涵蓋了工程中常用的參數(shù)范圍.式,8,1。8。式.8、1,9，的計算結(jié)果與試驗結(jié)果均吻合。附錄C給出了按式，8.1.8，計算的鋼管混凝土柱防火保護層厚度 其中、非膨脹型防火涂料保護層的厚度是以防火涂料的熱傳導系數(shù)為0，10W m 計算的、當施工采用的防火涂料的熱傳導系數(shù)與該值不同時.應按本規(guī)范附錄A確定施工厚度,此外.按本規(guī)范第4。1節(jié)的有關規(guī)定 非膨脹型防火涂料保護層的最小厚度不應小于10mm，砂漿防火保護的最小厚度不應小于25mm，8.1、10?；馂南落摴芑炷林鶅?nèi)混凝土會產(chǎn)生一定的水蒸氣.為保證鋼管和混凝土之間共同工作良好 保證結(jié)構(gòu)的安全。應在鋼管上設置如圖1、5所示的排氣孔，對于長柱.僅在樓層位置的鋼管上設置排氣孔不能保證充分排氣 因此本條規(guī)定排氣孔還要沿鋼柱的高度方向設置,間距不宜大于6m。圖15，排氣孔位置示意圖。mm,