中外钢结构防火规范在门式刚架防火设计运用上的对比分析（论文）.pdf

·4· 中外钢结构防火规范在门式刚架防火设计运用上的对比分析魏玉鹏 1，邢胜男 1，陈可心 2 （1.中国天辰工程有限公司，天津 300400；2.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司，江苏苏州 215004）　　［摘　要］从防火设计的角度，分别选用欧洲规范3：钢结构设计（EC3）和GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》标准计算火灾中门刚结构内力和位移，并通过变换荷载的方向（竖向荷载变为风荷载），分析不同荷载组合方式下，运用EC3和GB51249—2017规范计算差异，得出结论，供设计人员借鉴。　　［关键词］防火；荷载；门式刚架；内力；位移　　［中图分类号］ TU 391 　　　　［文献标志码］ B　　　　　［文章编号］ 1001 -523X （2023 ）08-0004 -03 COMPARATIVE ANALYSIS OF CHINESE AND FOREIGN STEEL STRUCTURE FIRE PROTECTION SPECIFICATIONS IN THE FIRE PROTECTION DESIGN AND APPLICATION OF PORTAL RIGID FRAME Wei Yu-peng ，Xing Sheng-nan ，Chen Ke-xin 　　［Abstract ］ From the perspective of ﬁre resistant design, EC3 and GB 51249 —2017 standards are selected to calculate the internal force and displacement of portal frame structure in ﬁre, and by changing the direction of load (vertical load becomes wind load) , the calculation diﬀerence of EC3 and GB 51249 —2017 standards under diﬀerent load combinations is analyzed, and the conclusions are drawn, which can be used for reference by designers 　　［Keywords ］ ﬁre resistant; load; portal rigid frame; internal force; displacement 以门式刚架（简称门刚）实例为研究对象，分别运用中外钢结构防火规范对其进行防火计算和校核，然后对比运用不同规范进行防火验算后的结果差异。 1 中外防火计算对比门式钢架柱顶高6.15 m、跨距18 m、横载1.8 kN/m，可变荷载3 kN/m，横梁工字钢I 450× 160×8× 10立柱 H 400× 200，材质Q345，分析当门刚内空间发生燃烧，门刚的钢梁连接处C 点温度为400℃时，其强度是否能够满足设计要求。 1.1 结果差异首先，建立门刚模型，按照荷载组合方式1.3× 永久荷载+1.5×可变荷载施加荷载，计算时考虑梁自重，等效线荷载为7.4 kN/m。在上述模型基础上，模拟火灾温度场，假定火源位于梁 2和梁 3拼接处 C点的正下方，此时 C点温度最高，计算C 点温度为400℃时的弯矩值。由结构力学求解软件可计算出此时 C点的弯矩和轴力， M=294.16 MPa， N=101.02 kN 。由弯矩图可知，在梁柱节点位置处弯矩最大，对此处的强度进行校核： Ae=6 650， γ=1.05，根据压弯强度校核 Ae N+γW e M =318.39 MPa 按照GB 51249— 2017《建筑钢结构防火技术规范》（以下简称国标）可知，构件在高温下强度需满足式（1）。 Ae N+γW e M ≤ fT （1）高温下屈服强度 fT计算如下： fT=ηf=313 MPa。由 318.39 MPa>313 MPa 可以得知，实际强度校核不满足要求。由于式（1）已经考虑截面塑形发展系数，即钢材以弹性变形为主，允许出现一定塑形变形，所以满足上述关系式可以看作钢材在高温情况下，受外力和弯矩作用强度合格的最低要求。通过上述分析，可以得到以下结论，应用国标计算得到，以上门刚实例在钢架中心温度达到400℃时强度值不满足要求。对于门刚在平面内稳定和平面外稳定验算，由于计算过程相对烦琐，且限于篇幅关系，在此不再赘述。根据国标中稳定性计算式（2）。 φxTA N +ηφbxTWx βtxMx + γyWy(1–0.8 N /N′ EyT ) β myMy ≤ fT （2）在高温情况下，门

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