6.4 结构内力分析

6.4 结构内力分析

6.4.1 在进行钢结构抗火计算时,应考虑温度内力和变形的影响。
6.4.2 计算钢结构中某一构件受火升温的温度内力和变形时,可将受火构件的温度效应等效为杆端作用力(图6.4.2 ) ,并将该作用力作用在与该杆端对应的结构节点上,然后按常温下的分析方法进行结构分析,得到该构件升温对结构产生的温度内力和变形。其中,受火构件的温度内力可按下式确定:

受火构件的温度内力确定 
式中受火构件的温度内力确定
    NT——受火构件的轴向温度内力(压力);
    MTi——受火构件的杆端温度弯矩(方向与图6.4.2b所示Mte方向相反);
    Nf——按等效作用力分析得到的受火构件的轴力(受拉为正)
    Mfi——按等效作用力分析得到的受火厚茧的杆端弯矩(方向与图6.4.2b所示MTe方向一致为正);
    T1、T2, ——受火构件两侧或上下翼缘的温度,对于有防火保护层的钢构件取T1=T2;
    T0——受火前构件的温度;
    ET——温度为(T1+T2)/2时钢材的弹性模量;
    A——受火构件的截面积;
    I——受火构件的界面惯性矩;
    h——受火构件的界面高度。
结构温度效应等效为杆端作用力 
图6.4.2 结构温度效应等效为杆端作用力
6.4.3 计算框架柱的温度内力时,如仅考虑该柱升温(相邻柱不升温),则该柱的温度内力可根据计算结果折减30%。
6.4.4 钢结构构件抗火验算时,受火构件在外荷载作用下的内力,可采用常温下相同荷载所产生的内力乘以折减系数0.9 。



条文说明
 
6.4 结构内力分析
6.4.1~6.4.3 当结构构件温度分布以及高温材料模型可以确定时,宜采用结构分析的方法计算火灾下结构的内力和变形。高温下的结构分析方法和常温下的结构分析方法相同,只是高温分析中必须考虑材料本构关系的不断改变。
    由于火灾一般只发生并局限于建筑物的局部,因此也可以采用子结构分析模型计算火灾下局部结构的内力和变形。子结构包括火灾区域结构部分并适当延伸,其边界条件(包括边界上的作用力)由常温下的结构分析得出并假定在火燃烧过程中保持不变。
    进行构件抗火设计时,构件上的内力可由火灾下整体结构分析方法或子结构分析方法得到。
6.4.4 当不进行火灾下整体结构分析或子结构分析时,火灾区域构件由外荷载产生的内力可以按照常温下结构分析的结果进行折减(考虑受火构件弹性模量降低),拆减系数取0.9 一般偏于保守。非火灾区域构件的内力假定和常温下相同。

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