普通混凝土构件矩形截面温度场简化计算方法、碳纤维布加固混凝土梁和板的防火涂料厚度.docx

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1、附录A普通混凝土构件矩形截面温度场简化计算方法A.0.1在标准火灾（式（3.1.4-D）作用下，矩形截面普通混凝土板、墙、梁、柱构件的截面温度，可根据不同受火边界形成的一维、二维传热计算分区（图A.0.1）,分别按本附录A.0.2条和A.0.3条确定。火，火面面背火面（b）梁（三面受火）受火面（c）柱（四面受火）（a）板、墙（单面受火）图A0.1截面传热计算分区图A.0.2一维传热计算分区的内部任意位置温度可由式（Ao2-1）确定:T=%(A.0.2-1)1.020八=F7+0.971(A.0.2-2)1+exp-0.444)/0.195=0.151ln(i7)-0.730j-0.212(A.

2、0.2-3)Tf=11851-0.443ex(-0.007r)-0.564ex(-0.050r)+T()(A.0,2-4)式中：T计算位置处温度(C),当TVTo时，取T=To;TF受火的混凝土表面温度(C)；哈修正后的沿Z轴方向的一维热量传递系数，当以WO时，取/z=0;中沿Z轴方向的一维热量传递系数；t受火时间(min)；山沿Z轴方向计算位置至最近受火表面的距离（m）；To环境初始温度（C）；(A.0.3-1)(A.0.3-2)A.0.3二维传热计算分区的内部任意位置温度可由式（A.0.3l）确定:T=%Tf%z=-0.945(词+1.020(%+J-0.0256=F-乂+0.971(A.

3、0.3-3)yl+exp(7y-0.444)/0.195y=0.1511n(j)-0.730-0.212(A.0.3-4)式中：T计算位置处温度（C）,当T7h时，取T=W仍Z二维综合热量传递系数；Vy修正后的沿），轴方向的一维热量传递系数，当y0时，取y=0;彷沿），轴方向的一维热量传递系数；小沿Z轴方向的一维热量传递系数，按式（A.0.2-3）计算；4沿），轴方向计算位置至最近受火表面的距离（m）；附录B高级计算方法（推荐性）本标准第3.1.9条规定的建筑结构，在进行整体火灾分析时应考虑室内火灾的实际升温曲线、高温下材料性能的逐渐劣化，以及构件热变形和相邻构件之间相互约束的影响。当需要全面

4、了解混凝土构件和结构的高温行为时，应对其进行火灾条件下的非线性全过程分析。构件和结构的高温承载力随升温时间的变化情况分析，可在采用大型通用程序计算混凝土构件和结构的时变内部温度场的基础上考虑材料高温性能的时变特性，开展构件和结构的高温力学分析，再根据本标准第3.1.2条判断构件或结构的耐火设计是否满足要求。附录C等效缩减截面计算方法（推荐性）C.1500C等温线法C.1.1本方法适用于标准升温条件，或与标准升温条件产生的构件温度场相似的其它升温条件。当不符合此条件时，应根据构件截面温度场以及混凝土和钢筋的高温强度进行综合分析。本方法适用于构件截面宽度大于表C.l.I中最小截面宽度的情况。表C1

5、1最小截面宽度最小截面宽度取决于构件耐火极限耐火极限（min）6090120180最小截面宽度（mm）90120160200本方法采用缩减的构件截面尺寸。损伤层厚度今,500取截面受压区500C等温线上各点距离截面边缘的平均深度。其中，温度不大于50OC的混凝土的抗压强度和弹性模量采用常温取值，常温抗压强度采用标准值。C.1.2压弯截面的设计步骤在上述缩减截面方法的基础上，高温下混凝土截面的承载力计算可采用下述步骤：1确定截面500等温线的位置；2去掉截面上温度大于500C的部分，得到截面的有效宽度beff和有效高度人eff（图C.1.1）。等温线的圆角部分可近似处理成直角。3确定受拉区和受压

6、区钢筋的温度。单根钢筋的温度可根据钢筋中心处位置由本标准附录A给出的构件矩形截面温度场简化计算方法获得。对于落在缩减后的有效截面之外的部分钢筋（图C.1.1）,在计算该截面的高温承载力时仍需予以考虑。4根据钢筋的温度以及式（4.1.3）确定钢筋强度，确定过程中钢筋的常温强度采用标准值。5针对缩减后的有效截面以及由步骤4获得的钢筋强度，采用常温计算方法确定截面的高温承载力。6比较并判断截面的高温承载力是否大于相应的作用效应组合。500(b)三面受火，其中一个受火面为受压区(a)三面受火，其中一个受火面为受拉区500h(c)四面受火图C.1.1混凝土梁和柱缩减后的有效截面C.1.3若截面钢筋分层布

7、置且各钢筋直径相等，可采用下述方法确定受拉区和受压区钢筋中心至缩减后的有效截面受拉区边缘和受压区边缘的距离外和4：,2W)式中：%，%E(T)，加)G=(T)%(T)(C.1.3-2)分别为受拉区和受压区第j层钢筋中心至缩减后的有效截面受拉边缘和受压边缘的距离；分别为第j层钢筋的平均高温抗拉强度和抗压强度，采用式(C.1.3-3)、式(C.1.3-4)计算：石二64)(C.1.3-3)-(r)=jW)(C.1.3-4)%为区)，fyi(Ti)分别为温度Ti时第/层第i根钢筋的抗拉强度和抗压强度；ni第/层钢筋的根数。若截面钢筋非分层布置且各钢筋直径不等，可采用下述方法确定受拉区和受压区钢筋中心

8、至缩减后的有效截面受拉区边缘和受压区边缘的距离念和4：(C. 1.3-5)(C. 1.3-6)0O)Ai6(T)AiZMPy高温下塑性较线处x、y两个方向单位宽度的钢筋拉力（N）；AQASy楼板在、y两个方向单位宽度上的配筋面积（mm2）.力x、fyy板底小V两个方向钢筋在常温下的屈服强度标准值（Nmm2）：Jyxfyy板底x、），两个方向钢筋在高温下的屈服强度标准值（Nmm2）,可按表F.0.4给出的温度和第4.1.3条的高温下屈服强度折减系数进行确定；E常温下钢筋的弹性模量（Nmm2）；Tc混凝土的平均温升（C）,按表E.0.5取值；初始温度，一般取室温；在无具体要求时可取20。C计算；y

9、s钢筋合力点到混凝土受压合力点的距离系数，一般取0.850.90;仆hoy楼板在4、y两个方向上截面的有效高度（mm）；氏混凝土的平均热膨胀系数（1/C）,一般取值为（6-20）10-6oCoE.0.3火灾下普通混凝土单向板考虑薄膜效应时的承载力应按照式（Eo3-1）计算，q=2xl0-攻+七（%）+%（k-%）,（E.0.3-1）LM/J（vmax10）27（vmax1000）2x=xl+ac（7-7）xl（E.0.3-2）(E.0.3-3)r=+c(-)式中：Xrr、X2T高温下混凝土单向板考虑热膨胀效应之后的板块长度（m）;朴Xi常温下混凝土单向板被塑性较线分隔的板块长度（m）,具体如图

10、E0.1（b）所示;E.0.4楼板下部受力钢筋在不同受火时间时的温度值，按表E.0.4取值。表E.0.4标准火灾下楼板下部受力钢筋的温度值()受火时间f(min)混凝土保护层厚度d(mm)101520253035404550556030417349293248209178150128109937960618546474420371331295265238215195907346575895334824394(X)367337312288120815741674618566522481447415388363E.0.5标准火灾下楼板混凝土的平均温升，按表E.0.5取值。表E.05标准火灾下楼板混

11、凝土的平均温升7；(C)受火时间/(min)板厚h(mm)801001201503011651442860249150112669035()23618()114120424304239160附录F碳纤维布加固混凝土梁和板的防火涂料厚度表F.0.1碳纤维布抗弯加固混凝土梁的非膨胀型防火涂料厚度耐火极限(h)xvfu(mm)().50.550.60.6250.650.6750.70.7250.750.775().81.00.1150000078131824292000000077111622250000000771015300000000007935000000000070.21500007813

12、192430372()0000077121722282500000077111621300000000771015350000000007940000000000070.31500078131925313744200000771217222935250000077111621273000000077101520350000000071014400000000007945000000000770.41500771318243137442000077111723293541250000071016212733300000007101520263500000007IO1520400000000079

13、14450000000077101.50.11507182431384620001117233036432500711162228354249300007101622283441483500007101622273440400000771116222733450000077111622270.21501224313846200717233037442500101622293542503000710162228354249耐火极限(h)f(mm)xs0.50.550.60.6250.650.6750.70.7250.750.7750.8350007111622283441484000077111

14、6222834414500007712172328340.3157173138462001023293644250716222935435030001()16222835424935007101622283541484000071116222835414845000771217232935110.41510223745207152836432509212835425030071521283441493500915212834414840007IO162228344148450007111722293542482.00.11517314720102337452571629374430010232

15、93644350717233037444007121724303744450071318243138450.215233820163045259223744307162937443501023303744400717243037454507121825313845().31529452()213625152844309223644357162936444001123303745450718243138450.41535202743耐火极限(h)f(mm)xs0.50.550.60.6250.650.6750.70.7250.750.7750.82520343014274335821354340

16、7162936444501123303745注:表中夕为常温下加固梁跨中受弯承载力相比于非加固梁的提高百分比;C为纵筋的混凝土保护层厚度；M为高温下按简支梁计算的梁跨中组合弯矩；M为常温下加固梁的跨中受弯承载力；“一”表示在该条件下使用当前防火措施无法实现规定的耐火极限要求。表F.0.2碳纤维布加固混凝土单向板的膨胀型防火涂料厚度=0.1耐火极限(h)C(mm)u(mm)0.350.4O.450.5O.550.6O.6250.650.6750.70.5158000OOO334.55.96.9900OOOOO333.34.1I(X)0OOOOOO33311000OOOOOOO3208000OOO333.24.45.39000OOOOO33310000OOOOOO3325800OOOOO3334900OOOOOOO3330800OOOOOO333900OOOOOOO330.7515800OOO36.9900OOO34.16.1I(X)0OOOO33.85.46.9HO0OOOO333.54.85.71200OOOOO333.2