7　钢结构耐火验算与防火保护设计

7.1　承载力法

Ⅰ　基本钢构件

7.1.1　火灾下轴心受拉钢构件或轴心受压钢构件的强度应按下式验算：

式中：N——火灾下钢构件的轴拉（压）力设计值；An——净截面面积；

　　　fT——高温下钢材的强度设计值，按本规范第5.1节规定确定。

7.1.2　火灾下轴心受压钢构件的稳定性应按下列公式验算：

式中：N——火灾下钢构件的轴向压力设计值；

　　　A——毛截面面积；

　　　φT——高温下轴心受压钢构件的稳定系数；

　　　φ——常温下轴心受压钢构件的稳定系数，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定确定；

　　　αc——高温下轴心受压钢构件的稳定验算参数，应根据构件长细比和构件温度按表7.1.2确定。

7.1.3　火灾下单轴受弯钢构件的强度应按下式验算：

式中：M——火灾下构件的最不利截面处的弯矩设计值；

　　　Wn——钢构件最不利截面的净截面模量；

　　　γ——截面塑性发展系数。

7.1.4　火灾下单轴受弯钢构件的稳定性应按下列公式验算：

式中：M——火灾下构件的最大弯矩设计值；

　　　W——按受压最大纤维确定的构件毛截面模量；

　　　φbT——高温下受弯钢构件的稳定系数；

　　　φb——常温下受弯钢构件的稳定系数，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定确定；当φb＞0.6时，φb不作修正；

　　　αb——高温下受弯钢构件的稳定验算参数，应按表7.1.4确定。

7.1.5　火灾下拉弯或压弯钢构件的强度应按下式验算：

式中：Mx、My——火灾下最不利截面处对应于强轴x轴和弱轴y轴的弯矩设计值；

　　　Wnx、Wny——绕x轴和y轴的净截面模量；

　　　γx、γy——绕强轴和弱轴弯曲的截面塑性发展系数。

7.1.6　火灾下压弯钢构件绕强轴x轴弯曲和绕弱轴y轴弯曲时的稳定性应分别按下列公式验算：

式中：N——火灾下钢构件的轴向压力设计值；

　　　Mx、My——火灾下所计算钢构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩设计值；

　　　A——毛截面面积；

　　　Wx、Wy——对强轴和弱轴按其最大受压纤维确定的毛截面模量；

　　　——高温下绕强轴和弱轴弯曲的参数；

　　　λx、λy——对强轴和弱轴的长细比；

　　　φxT、φyT——高温下轴心受压钢构件对应于强轴和弱轴失稳的稳定系数，应按本规范第7.1.2条式（7.1.2-2）计算；

　　　φbxT、φbyT——高温下均匀弯曲受弯钢构件对应于强轴和弱轴失稳的稳定系数，应按本规范第7.1.4条式（7.1.4-2）计算；

　　　η——截面影响系数，对于闭口截面，取0.7；对于其他截面，取1.0；

　　　βmx、βmy——弯矩作用平面内的等效弯矩系数，应按下列规定采用（βm表示βmx、βmy）：

1）框架柱和两端支承的构件：

①无横向荷载作用时：取βm=0.65+0.35M2/M1，M1和M2为端弯矩，使构件产生同向曲率（无反弯点）时取同号；使构件产生反向曲率（有反弯点）时取异号，|M1|≥|M2|；

②有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时，βm=1.0；使构件产生反向曲率时，βm=0.85；

③无端弯矩但有横向荷载作用时：βm=1.0。

2）悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框架柱，βm=1.0；

βtx、βty——弯矩作用平面外的等效弯矩系数，应按下列规定采用（βt表示βtx、βty）：

1）在弯矩作用平面外有支承的构件，应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和能力情况确定：

①所考虑构件段无横向荷载作用时：βt=0.65+0.35M2/M1，M1和M2为在弯矩作用平面内的端弯矩，使构件产生同向曲率（无反弯点）时取同号；使构件产生反向曲率（有反弯点）时取异号，|M1|≥|M2|；

②所考虑构件段有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时，βt=1.0；使构件产生反向曲率时，βt=1.0；

③所考虑构件段无端弯矩但有横向荷载作用时：βt=1.0。

2）弯矩作用平面外为悬臂的构件，βt=1.0。

Ⅱ　钢框架梁、柱

7.1.7　火灾下受楼板侧向约束的钢框架梁的承载力可按下式验算：

式中：M——火灾下钢框架梁上荷载产生的最大弯矩设计值，不考虑温度内力；

　　　Wp——钢框架梁截面的塑性截面模量。

7.1.8　火灾下钢框架柱的承载力可按下式验算：

式中：N——火灾下钢框架柱所受的轴压力设计值；

　　　A——钢框架柱的毛截面面积；

　　　φT——高温下轴心受压钢构件的稳定系数，应按式（7.1.2-2）计算，其中钢框架柱计算长度应按柱子长度确定。