钢-混凝土组合柱抗火设计

1、姓名：何佳星姓名：何佳星 学号：学号：152081402024152081402024 日期：日期：6.206.20 概述 设计原理 耐火极限实用计算方法 型钢混凝土(SRC) 柱 PART ONE 型钢型钢混凝土柱混凝土柱 0 3000 6000 9000 12000 15000 060120180240300 N(KN) tR(min) DBL=6004006928mm _=345MPa；_=60MPa; =335MPa; =2% 0 30 60 90 120 150 180 0300060009000 tR(min) C(mm) =80 =4.5%；=2%；=60MPa; =345MPa

2、;=335MPa; 9.3 截面周长对耐火极限的影响 =40 0 0 3030 6060 9090 120120 150150 0 0303060609090120120 tR(min)tR(min) C=4000mm C=2000mm =4.5%；=2%；=60MPa; =345MPa;=335MPa; 9.4 长细比对耐火极限的影响 0 10 20 30 40 50 11.251.51.752 tR(min) 绕强轴弯曲 绕弱轴弯曲 C=2000mm；=4.5%；=2%； =60MPa；=0;=40； =345MPa;=335MPa; 9.11 截面高宽比对耐火极限的影响 0 10 20

3、30 40 50 0481216 tR(min) % C=2000mm；=40；=0； =345MPa；=60MPa; =335MPa; =2% 9.5 截面含钢率对耐火极限的影响 0 10 20 30 40 50 0123456 tR(min) % C=2000mm；=40；=0； =345MPa；=60MPa; =335MPa; =4.5% 9.6 截面配筋率对耐火极限的影响 0 20 40 60 80 100 00.30.60.91.2 tR(min) =4.5%；=2%； =60MPa; C=4000mm C=2000mm 9.7 荷载偏心率对耐火极限的影响 0 10 20 30 40

4、 50 200250300350400450 tR(min) (MPa) =80MPa =4.5%；=2%；=40; C=2000mm;=335MPa; 9.8 钢骨屈服强度对耐火极限的影响 0 10 20 30 40 50 200250300350400450 tR(min) (MPa) =4.5%；=2%；=40; C=2000mm;=345MPa;=0 9.9 钢筋屈服强度对耐火极限的影响 0 10 20 30 40 30507090 tR(min) (MPa) =4.5%；=2%；=40; C=2000mm;=335MPa; =390MPa =345MPa 9.10 混凝土强度对耐火极

5、限的影响 0 4000 8000 12000 16000 20000 020406080 N(KN) t=180mint=90min t=60mint=30min t=15mint=0min m(mm) 9.12 N-m关系曲线 0 3000 6000 9000 12000 15000 03006009001200 N(KN) M(KNM) t=0min t=15min t=30min t=60min t=90min 9.13 N-M关系曲线 火灾下火灾下型钢混凝土柱承载力的影响系数型钢混凝土柱承载力的影响系数ktkt 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT

6、T(MIN) C=6000mmC=5000mm C=4000mmC=3000mm C=2000mmC=1000mm 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) =20=40 =60=80 =100=120 9.15 构件长细比对_的影 响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) =15%=12% =9%=6% =2% 9.16 截面含钢率对_的影响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) =5%=4% =3%=2% =1% 9.17 截面配筋率对_的影 响

7、 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) er=1.2er=0.9 er=0.6er=0.3 er=0 9.18 荷载偏心率对_的影响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) fy=420MPa fy=390MPa fy=345MPa fy=235MPa 9.19 钢骨屈服强度对_的影响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) fyb=235MPa fyb=335MPa fyb=400MPa 9.20 钢筋屈服强度对_的影响 0 0.2 0.4 0.6

8、 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) fcu=40MPa fcu=60MPa fcu=80MPa 9.21 混凝土强度对_的影响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) =2 =1.75 =1.5 =1.25 =1 (a) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 060120180 KT T(MIN) =1 =1.25 =1.5 =1.75 =2 (b) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 00.20.40.60.81 KT简化 KT数值 t=180min t=120min t=90min t=60min t=

9、15min 概述 设计原理 耐火极限使用计算方法 防火保护层厚度计算 火灾后剩余承载力计算 钢管混凝土柱防火构造措施 钢管混凝土(CFST) 柱 PART ONE 目前目前工程中最常见的钢管混凝土柱横工程中最常见的钢管混凝土柱横 截面形式主要是圆形、方形和矩形截面形式主要是圆形、方形和矩形。 0 10 20 30 40 025005000750010000 tR(min) C(mm) =40 =80 0 6 12 18 24 30 0306090120150 tR(min) C=3200mm C=1600mm 9.26 截面周长对耐火极限的影响9.27 长细比对耐火极限的影响 0 60 120

10、 180 240 0612182430 tR(min) (mm) =40 =120 =80 9.28 防火保护层厚度对耐火极限的影响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0306090 KT T(MIN) C=8000mm C=6400mm C=4800mm C=3200mm C=1600mm C=800mm 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0306090 KT T(MIN) =20 =40 =60 =80 =100 =120 水泥砂浆水泥砂浆厚涂型钢厚涂型钢 结构防火涂料结构防火涂料 0 20 40 60 80 100 120 00.20.40.60.81 (MM

11、) N t=3.0h t=2.5h t=2.0h t=1.5h t=1.0h t=0.65h t=0.45h t=0.35h t=0.25h t=0.2h t=0.1h 9.31 火灾荷载比对防火保护层厚度的影响 （水泥砂浆） 0 30 60 90 120 150 02000400060008000 (MM) C(MM) =80 =40 9.32 钢管混凝土柱的防火保护层厚度 （水泥砂浆） 0 10 20 30 40 00.20.40.60.81 (MM) N t=3.0h t=2.5h t=2.0h t=1.5h t=1.0h t=0.65h t=0.45h t=0.35h t=0.25h

12、t=0.2h t=0.1h 9.31 火灾荷载比对防火保护层厚度的影响 （厚涂型钢结构防火涂料） 0 10 20 30 40 02000400060008000 (MM) C(MM) =80 =40 9.32 钢管混凝土柱的防火保护层厚度 （厚涂型钢结构防火涂料） N _ 常温下构件的曲线 火灾下构件的曲线 0 0 4000 8000 12000 16000 20000 24000 0600120018002400 N(KN) t=180min t=90min t=60min t=30min t=15min t=0min M(KNm) 0 4000 8000 12000 16000 20000

13、 24000 0850170025503400 N(KN) t=180min t=90min t=60min t=30min t=15min t=0min M(KNm) 9.36 钢管混凝土构件的N-M相关曲线 (a)圆钢管混凝土； (b)方钢管混凝土 0 0.5 1 1.5 0306090120150180 KT T(MIN) B=200mmB=300mm B=400mmB=600mm B=800mmB=1000mm B=1200mmB=1400mm B=1600mmB=1800mm B=2000mm 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0306090120150180 KT T(MIN) =20 =40 =60 =80 9.38 长细比对_的影响 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 051015202530 KT (MM) t=60min t=120min t=240min 9.39 保护层厚度对_的影响 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0306090120150180 KB D=200mmD=400mm D=60