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

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。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A.0.1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:(A.0.2-1)-1.020CCFr÷0.9711+exp(77z-0.444)/0.195(A.0.2-2)77z=0.1511n(-0.730疯-0.21260<(A.0.2-3)7=11851-0.443exp（-0.007r）-0.564exp（-0.050r）+¾（A.0.2-4）式中：T计算位置处温度CC）,当TVTo时，取T=To;Tf受火的混凝土表面温度（）;修正后的沿Z轴方向的一维热量传递系数，当小WO时，取Z=O;小沿Z轴方向的一维热量传递系数；t受火时间（min）；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（）;A.0.3二维传热计算分区的内部任意位置温度可由式（Ao3-1）确定：(A.0.3-1)(A.0.3-2)yz=-0.945(77X)+1.2(77y+7)-0.02561.0201+exp(77y-0.444)/0.195+0.971(A.0.3-3)%=0.15n(前产)-0.730回-0.212(A.0.3-4)式中：T计算位置处温度（）,当TVTo时，取T=To;yz二维综合热量传递系数；总修正后的沿y轴方向的一维热量传递系数，当yWO时，取y=0;y沿y轴方向的一维热量传递系数；外沿Z轴方向的一维热量传递系数，按式（Ao2-3）计算；dy沿y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.1500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.1.1中最小截面宽度的情况。表C.1.1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。损伤层厚度为,500取截面受压区500。C等温线上各点距离截面边缘的平均深度。其中，温度不大于500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500的部分，得到截面的有效宽度Aff和有效高度1eff（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.11）,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。(c)四面受火图C1.1混凝土梁和柱缩减后的有效截面C.13若截面钢筋分层布置且各钢筋直径相等，可采用下述方法确定受拉区和5T)G立(T)I/。)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个(C.1.3-1)(C.1.3-2)式中：,分别为受拉区和受压区第/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；小，加)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:(C.1.3-3)E(T)工(Tj(C.1.3-4)nA(Z)，j(4)一分别为温度71时第j层第i根钢筋的抗拉强度和抗压强度；为第/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至缩减后的有效截面受拉区边缘和受压区边缘的距离圆和生：X¾4212(C.1.3-5)A(4)44=也/.)4(C.1.3-6)式中：Asi,4分别为受拉区和受压区第根钢筋的横截面积；%,%分别为受拉区和受压区第/根钢筋至缩减后的有效截面受拉边缘和受压边缘的距离。C.2300和800等温线法高温下普通混凝土构件缩减后的有效截面也可采用下述步骤获得：确定构件截面上的300和800等温线；将300和800等温线近似化整为矩形；保留300等温线以内的全部面积,忽略800等温线以外的全部面积，300。和800。等温线之间的部分宽度减半。图C.2.1分别示意了构件三面受火和四面受火时，根据上述步骤获得的有效截面。图中加00和/Z300分别为与300等温线对应的近似矩形的宽度和高度，济00和痴0分别为与800等温线对应的近似矩形的宽度和高度，=teoo+O.5(8oo-加00),T2=0,5800o有效截面内混凝土的抗压强度和弹性模量采用常温取值，有效截面之外的钢筋在构件高温承载力计算时仍需予以考虑，钢筋强度按所在位置处的温度由式(4.1.3)逐一确定。在此基础上，采用常温计算方法确定截面的高温承载力。C.3条带法C.3.1本方法适用于标准升温条件下混凝土构件的承载力计算。C.3.2高温下混凝土构件截面采用缩减后的有效截面代替，忽略构件受火面损伤层厚度兔1或兔2以外的部分(即图C.3.1中的阴影区域)。以厚度为2攻的相对两面受火墙为基本构件，图C.3.1(a)和C.3.1(b)为基本参考图形。对于图C.3.1(c)所示厚度为攻的单面受火板，其受火面的损伤层厚度可近似取厚度为2攻的相对两面受火厚墙(见图C.3.1(b)的损伤层厚度公2。对于图C.3.1(d)所示三面受火梁的腹板和翼缘部分，其受火面的损伤层厚度可分别采用图C.3.1(a)和C.3.1(b)对应的损伤层厚度如和兔2。对于截面宽度小于截面高度的矩形构件，底部或端部受火面的损伤层厚度可假设与侧向受火面的损伤层厚度久1一致，见图C.3.1(d)、C.3.1(e)、C.3.1(f)。(a)两面受火墙(b)两面受火厚墙（e）三面受火的墙端四面受火柱图C.3.1受火面的损伤层厚度和缩减后的有效截面C.3.3相对两面受火墙的受火面损伤层厚度可用下列方法进行估算：1在厚度方向上将墙平分为两半，每一半划分成个（三3）等宽条带（图C.3.2）,"点为平分线上任意一点。2确定每个条带中线上的温度以及相应的混凝土抗压强度折减系数。对于普通混凝土和高强混凝土，可分别利用式（4.4.3）和式（4.5.2）计算条带中线上的混凝土抗压强度折减系数小（刀）（z=1,2,，n）。3采用式（C33-1）计算混凝土的平均抗压强度折减系数7：(C.3.3-1)10.2/力心柩T=ZaTeOZ=I式中：n在攻范围内划分的条带数；攻两面受火墙的1/2厚度，对于其它构件分别代表板的厚度、单面受火墙或柱的厚度、梁的1/2截面宽度、相对两面受火柱的1/2厚度、三面受火或四面受火柱的1/2截面宽度。4图C.3.1（a）所示两面受火墙的损伤层厚度兔1（适用于墙、柱及梁腹板）采用式（C.3.3-2）确定：1=m（1-（Z）13（C.3.3-2）7ICT（TMJ式中：Zt（Tmi）图C.3.2中乱点的混凝土抗压强度折减系数。图C.3.1（b）所示两面受火厚墙的损伤层厚度&2（适用于板及梁翼缘）采用式（C33-3）确定：二用1_（C.3.3-3）击（加）C.3.4忽略损伤层厚度M以外的部分，剩下的截面即为高温下构件缩减后的有效截面。假定有效截面内各点的混凝土抗压强度相等，且均等于平分线上"点（图C32）的混凝土抗压强度，采用常温下的承载力计算方法即可确定该有效截面的高温承载力。计算过程中，有效截面之外的部分钢筋仍需予以考虑。钢筋的常温强度以及M点混凝土的常温抗压强度均采用标准值。附录D普通混凝土矩形柱和异形柱耐火极限预测公式系数取值表D.0.1矩形柱的系数gG6的取值系数组合轴向压力作用点至截面重心的连线与Z轴的夹角。0°22.5°45°67.5°90°C11.5181.3851.3271.6411.696C2-2.690-2.445-2.328-2.933-3.225C31.3551.2311.1671.4901.693C4-0.877-0.901-1.233-1.141-1.026C57.0117.28610.1199.4849.634C6-0.666-0.754-1.046-0.977-0.326C73.1383.3224.2423.8523.251C82.0581.8241.1460.060-0.076C92.0932.0381.6141.4793.523C1O-0.277-0.267-0.209-0.191-0.443C11-1.512-1.688-2.956-1.532-0.932C127.3758.48112.4247.8824.070C13-13.285-14.726-18.366-14.523-6.727C1423.33425.56531.13829.64311.166C155.5475.8594.6565.8803.920C161.1411.1440.8961.2411.210表D.0.2异形柱的系数gG6的取值系数组合轴向压力作用点至截面重心的连线与2轴的夹角a1形柱T形柱十字形柱-45O4590135-90-45O4590OC18.0559.0387.6552.1532.7599.1118.8