《钢管约束混凝土结构抗火设计标准》.docx

T/CECS×××-202×中国工程建设标准化协会标准钢管约束混凝土结构抗火设计标准Technicalstandardforfiresafetyofsteeltubeconfinedconcretestructures（征求意见稿）1总贝!l1.0.1为合理进行钢管约束混凝土结构防火设计与火灾后鉴定，保障工程质量，降低火灾危害，保护人身与财产安全，做到安全适用、技术先进、经济合理，制定本标准。1.0.2本标准适用于工业与民用建筑中钢管约束混凝土结构的防火设计及其防火保护的施工、验收及维护与火灾后鉴定。1.0.3钢管约束混凝土结构的防火设计及其防火保护的施工、验收及维护以及火灾后鉴定，除应符合本标准规定外，尚应符合国家现行有关标准和现行中国工程建设标准化协会有关标准的规定。2术语和符号2.1术语2.1.1 钢管约束混凝土柱steeltubeconfinedconcretecolumn由不直接承担竖向荷载的外包薄壁钢管与核心混凝土组成的组合柱构件，包括钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱两类。【条文说明】本标准所涉及的钢管约束混凝土柱包括钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱两类，截面形式为圆形、方形、矩形，如图1所示。根据现行行业标准钢管约束混凝土结构技术标准JGJ/T471的规定，钢管约束型钢混凝土柱中可仅配置型钢,也可同时配置型钢与钢筋。(a)立面图(C)钢管约束型钢混凝土柱截面图1钢管约束混凝土柱示意图1梁柱节点区；2框架梁；3钢管构造缝；4钢管约束混凝土柱;5钢管；6混凝土；7箍筋；8一纵筋；9型钢钢管约束混凝土柱中的钢管在梁柱节点位置处断开不连续，进而竖向不直接承载而主要为核心混凝土提供约束作用。相较于钢管混凝土柱，钢管约束混凝土柱中钢管的宽厚比更大(100-200).含钢率更低(2%4%),但对核心混凝土的约束作用更为有效。相较于钢筋混凝土柱或型钢混凝土柱，钢管约束混凝土柱中钢管的约束作用，可有效防止混凝土保护层脱落、提高构件延性。2.1.2 钢管约束混凝土结构steeltubeconfinedconcretestructure采用钢管约束混凝土柱作为主要受力构件的结构。2.1.3 耐火极限fireresistancerating在标准耐火试验条件下，建筑结构、构件或节点从受到火的作用时起，至失去其承载能力、完整性或隔热性时止的所用时间，用小时表示。2.1.4 标准火灾standardfire热烟气温度按标准火灾升温曲线确定的火灾。2.1.5 标准火灾升温曲线standardfiretemperature-timecurve在标准火灾试验中，耐火试验炉内的空气平均温度随时间变化的曲线。【条文说明】本术语的定义引自国家标准建筑钢结构防火技术规范GB51249-2017第2.1.6条。为使得建筑结构、构件或节点的耐火性能具有可比性，许多国家和组织都制订了用于耐火试验和防火设计的标准室内火灾升温曲线。常用的标准火灾升温曲线包括国际标准化组织规定的ISO834升温曲线、美国和加拿大采用的ASTM-E119升温曲线和欧洲规范中建议的泾类火灾升温曲线等，不同标准规定的标准火灾升温曲线存在一定差异。在本标准中，除特殊说明外，标准火灾升温曲线特指现行国家标准建筑构件耐火试脸方法第1部分：通用要求GB/T9978.1所规定的标准火灾升温曲线（与ISO834升温曲线相同），表达式详见本标准第5.2节式（521-1）。2.1.6 耐火承载力极限状态firelimitstate火灾作用下，结构、构件或节点达到不能承受外部作用或不适于继续承载的变形的状态。2.1.7 荷载比loadratio火灾下结构或构件的荷载效应设计值与其相应的常温承载力设计值的比值。2.2符号2.2.1 作用效应与抗力N轴向压力设计值；Nb,、火灾下、火灾后轴心受压构件的稳定承载力;Nm、NcbjmU火灾下、火灾后偏心受压构件的稳定承载力;2门火灾下偏心受压构件的截面承载力；NUNjTa火灾下、火灾后轴心受压构件的截面承载力;Rd抗力设计值；荷载(作用)效应组合的设计值。2.2.2 力学指标C钢管约束混凝土柱中混凝土截面的刚度折减系数;EA、(EA)t常温下、火灾后构件的轴压刚度；1nmEI常温下构件的抗弯刚度；(El)bj与钢管约束混凝土柱相连的第/根梁的抗弯刚度；(EZ)ct与钢管约束混凝土柱相连的上层或下层柱的抗弯刚度;(以晨丁、(E)effTg一火灾下、火灾后构件的截面有效抗弯刚度;常温下钢管约束混凝土柱的轴压线刚度；单层框架结构中相邻构件对柱构件产生的轴向约束刚度；与钢管约束混凝土柱相连的第j根梁产生的轴向约束刚度、转动约束刚度；ZbEI、&E7高温下钢筋、钢管的材料弹性模量折减系数;小丁火灾下钢筋混凝土梁的抗弯刚度折减系数；Kl高温下钢筋的材料屈服强度折减系数；嗫丁、七.7高温下钢管约束混凝土柱的混凝土截面的等效刚度折减NCrl ' cr.Tmaxn%-%1、«m-l%APt-%Ta(PT , (PT ,1, fItUts,max2.2.3材料性能系数、等效强度折减系数；与钢管约束混凝土柱相连的上层或下层柱产生的转动约束刚度；相邻构件对柱构件产生的转动约束刚度；常温下钢管约束混凝土柱的转动线刚度；所有钢筋对截面中心轴的全塑性弯矩；火灾下、火灾后构件的欧拉屈曲荷载；火灾下作用在柱上的荷载比；火灾下考虑端部轴向约束作用的钢管约束混凝土柱轴力比；框架结构中机-1、机-2层上部结构对钢管约束混凝土柱产生的轴向约束刚度比；多层框架顶层或单层框架中钢管约束混凝土柱的轴向约束刚度比；构件的转动约束刚度比；考虑混凝土温度应力对承载力不利影响的修正系数；考虑火灾作用修正的构件的转动约束刚度比；火灾下构件的计算长度系数；火灾后考虑偏心影响的构件承载力折减系数；火灾下、火灾后构件的稳定系数；高温后结构钢的材料弹性模量折减系数。4、Ec.Eh.ES常温下钢筋、混凝土、型钢、钢管的材料弹性模量;Ebj'm11、4%'纥TmM高温后钢筋、型钢、钢管的材料弹性模量；Egq,T、ECcqjm4高温下、高温后混凝土截面的等效弹性模量;-fy.T高温下钢筋、钢管的材料屈服强度；九人、.ms高温后钢筋、型钢的材料屈服强度；fc常温下混凝土的轴心抗压强度；m.高温后混凝土的抗压强度；c,7高温下考虑约束效应的混凝土抗压强度；ACq7高温下混凝土截面的等效抗压强度；几I高温下钢管的等效约束应力；Ah>ys常温下型钢、钢管的材料屈服强度；kp防火保护材料的热传导系数；<r高温下钢筋的热膨胀应变。2.2.4 几何参数A构件截面面积；4、4钢筋、混凝土、型钢的截面面积；B、H矩形钢管约束混凝土柱截面的短边边长、长边边长;Bb钢筋混凝土梁的截面宽度；瓦型钢的翼缘宽度；D圆形钢管约束混凝土柱截面的直径；方形钢管约束混凝土柱截面的边长；Dc圆形钢管约束混凝土构件混凝土截面的直径；方形钢管约束混凝土构件混凝土截面的边长；矩形钢管约束混凝土构件混凝土截面的等效边长；%钢管约束混凝土柱的截面等效尺寸；4圆形钢管约束混凝土柱截面中钢筋距截面中心的距离；4防火保护层的厚度；dv、d混凝土构件中计算位置至受火表面沿)，轴方向、Z轴方向的最短距离；4、d2方形、矩形钢管约束混凝土柱截面中钢筋距截面两个对称轴的距离中的较大值和较小值；偏心距；1.附加偏心距；%型钢的高度；人、钢筋、混凝土、型钢、钢管的截面惯性矩；1.构件的长度；1.bj与钢管约束混凝土柱相连的第j根梁的跨度；(与钢管约束混凝土柱相连的上层或下层柱的长度；1.mLeff火灾下、火灾后构件的计算长度；If型钢的翼缘厚度；钢管壁厚；Ze轴压荷载偏心率。2.2.5 火灾相关参数T温度；八、Th>TS钢筋、型钢、钢管的温度；TF、Tf一钢管约束混凝土柱的混凝土截面刚度等效温度、强度等cE.eqcf.eq效温度；Tg火灾发展到，时刻的热烟气平均温度；%火灾发生前的环境温度；MaX历史最高温度；TM混凝土构件受火面的表面温度；1火灾持续时间；f。换算后的火灾持续时间；%考虑火灾下梁刚度折减时的修正升温时间;。一设计耐火极限；等效爆火时间；ZeCE、钢管约束混凝土柱的混凝土截面的刚度折减等效升温时间、强度折减等效升温时间；1.钢管的等效升温时间；4考虑防火保护影响的修正升温时间；/r耐火极限；%、%沿），轴方向、Z轴方向的一维热量传递系数；为'、;修正后的沿），轴方向、Z轴方向的一维热量传递系数；二维综合热量传递系数。2.2.6 计算系数及其他h钢管沿构件高度方向的等效约束应力影响系数；KT考虑火灾作用影响的钢管截面约束折减系数；h与构件类型和截面形状相关的计算系数；外与钢管约束混凝土柱相连的梁的数目；%与钢管约束混凝土柱相连的单一转动方向的梁的数目；与承载力计算相关的系数;以与混凝土强度相关的计算系数；%、4构件等效缺陷因子；构件长细比；石、%火灾下、火灾后构件的正则长细比。jma3基本规定3.1 防火要求3.1.1 钢管约束混凝土结构和构件的燃烧性能和设计耐火极限应根据建筑的耐火等级，按现行国家标准建筑防火通用规范GB55037和建筑设计防火规范GB50016的有关规定确定。【条文说明】本条规定了钢管约束混凝土结构建筑中，构件的设计耐火极限的确定依据。本条除适用于钢管约束混凝土柱外，也适用于梁、板、承重墙体等钢管约束混凝土结构建筑中的其他承重构件。国家标准建筑防火通用规范GB55037-2022中第5.1.3条给出了建筑高度大于100m的工业与民用建筑楼板、一级和二级耐火等级工业与民用建筑的上人平屋顶、屋面板的耐火极限要求。其他构件需满足国家标准建筑设计防火规范GB50016-2018中第3章和第5章规定的厂房和仓库、民用建筑的构件燃烧性能和耐火极限要求。3.1.2 钢管约束混凝土结构构件的耐火极限经试验或计算满足设计耐火极限要求时，可不采取防火保护措施；否则应采取必要的防火保护措施。【条文说明】本条规定了钢管约束混凝土结构构件不满足设计耐火极限要求时的处理方法。虽然钢管约束混凝土柱的钢管裸露在外，但其内部的钢筋或型钢仍受到混凝士的保护，其耐火性能优于同条件下的钢构件和钢管混凝土构件。根据编制组已开展的研究结果，在截面尺寸较大、荷载比较小、长细比较小等条件下，可不采取防火保护措施。3.1.3 钢管约束混凝土结构的节点防火保护措施，应与被连接构件中采用的更严格措施者相同。【条文说明】本条规定了钢管约束混凝土结构的节点防火保护要求。基于“强节点、弱构件”的设计原则，对节点的防火保护提出了较高的要求。当被连接构件的防火保护措施不同时，节点需采取更严格的防火保护措施。例如：钢管约束混凝土柱和钢梁同样采用非膨胀型钢结构防火涂料保护，但钢管约束混凝土柱采用的涂料的设计厚度小于钢梁时，节点处的非膨胀型钢结构防火涂料的厚