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钢结构抗火设计的抗力取值及荷载效应组合

发布者: 发布时间:2016/2/24 15:53:28 阅读:次 【字体:

目前,国际上结构设计都趋于采用基于概率可靠度的极限状态设计方法,即结构设计以满足各种功能的结构极限状态设计要求为目标,考虑到结构所受外界作用和结构本身的各种变异性(包括尺寸、材料等〕,结构设计的可靠性不能百分之百保证,而只规定能被人们所接受的有限设计概率可靠度,一般结构设计规定的可靠度越高,结构设计越可靠.当然结构成本也越高。结构设计可靠度大小的取值应考虑如下两个因素:

(1)结构可靠与效益的综合优化。如一个结构破坏或不能正常使用所造成的经济损失或社会影响大,则该结构设计可靠度就应高;再如对于结构抗火,构件破坏所造成的后果比整体结构破坏所造成的后果要轻,因此整体结构层次的结构抗火设计可靠度应比构件层次的结构抗火设计可靠度高(这一差别可通过耐火极限的要求不同加以考虑)。

(2)结构各种功能的性质。如结构的承载力功能比结构的正常使用功能更重要、因结构的承载力功能丧失,即意味结构破坏或倒塌,其后果显然比结构不能正常工作要严重,故结构承载力功能设计可靠度要比正常使用功能设计可靠度高.进行结构某一功能设计时,应考虑各种荷载作用工况。如进行结构的承载力功能设计时,应考虑永久荷载(结构自盈)作用工况、永久荷载和楼面活载组合作用工况、永久荷载、楼面活载和风载组合作用工况等等。各种工况的设计可靠度应一致。

建筑发生火灾虽然是一偶然事件,但建筑发生火灾后对结构来说应考虑承载力功能,因此,对于结构承载力功能,还应考虑建筑发生火灾的各种荷载作用工况。因结构功能要求相同,无论是发生火灾,还是非火灾条件下的正常情况,结构的设计可靠度(或失效概率=1.0可靠度)应是一致的。

设正常情况和火灾下、结构承载力功能设计失效概率分别为Pn、PF,结构设计基准期内火灾发生的概率为P (F).火灾发生条件下结构承教力功能失效的概率为P.对于结构的承载力极限状态,受火条件下的失效概率可比正常条件下的失效概率高,且受火条件下结构的设计要求(可靠度或失效概率的大小)与建筑发生火灾的概率有关,建筑如有较好的防火措施(包括防火分隔、自动灭火装置等〕,则受火条件下结构的设计要求可降低。

二、抗力取值

火灾下钢结构的破坏是由于构件屈服或屈曲造成的.而钢结构构件的屈服或屈曲都直接与材料的屈服强度相关。考虑到火灾的偶然性及结构抗火承载安全度可较正常情况下低,计算火灾下钢结构的承载力或抗力时、可取材料屈服强度的标准值,比正常情况下取材料屈服强度的设计值略为提高。

三、荷载效应组合方式

目前国际上基于概率可靠度的极限状态设计法,均采用不同分项系数的荷载效应线性组合设计表达式,即简单实用,又能基本保证不同荷载工况下的设计可靠度一致。目前国外的钢结构抗火设计规范都采用荷载效应线性组合表达式,根据我国荷载代表位及有关参数的具体情况.建议进行钢结构杭火设计时.采用荷载效应组合公式。

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