cfst-第三讲(抗火设计原理与方法)-归纳

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1、目录1.钢管混凝土的发展与应用2.钢管混凝土的设计原理3.钢管混凝土抗火设计原理与方法4.钢管混凝土设计的一般原则和构造措施5.钢管混凝土的发展及其新型结构土木工程防灾减灾•抗震•抗风•抗火火灾火灾世界多种灾害中发生最频繁、影响面最广的首属火灾。火灾的危害火灾对土木工程的影响是对所用工程材料和工程结构承载能力的影响，造成结构倒塌或造成结构严重破坏。可导致直接和间接生命与财产重大损失。2001年“9.11事件”中，美国纽约世界贸易中心（WTC）两座110层411m高的钢结构大楼因飞机撞击而引发倒塌，造成2830人

2、死亡。事后，美国联邦紧急救援委员会（FEMA）、美国土木工程学会（ASCE）、美国钢结构协会（AISC）等组织了专家对“9.11事件”中WTC大楼的倒塌进行了深入的调查，认为飞机撞击尽管造成了建筑结构的局部破坏，但整体建筑不会倒塌。WTC大楼倒塌的根本原因，是飞机撞击引发的猛烈火灾造成的。FireResistanceandFireProtectionDesign1.StubColumnsTestsSubjectedtoConstantTemperatures(20oC~900oC)2.ColumnsStreng

3、thandTemperatureTestsunderISO-834StandardFire3.TheoreticalModel4.ParametricAnalysis5.SimplifiedMethodforDesignMaterialProperties50060T=20℃T=20℃40050T=200℃T=200℃)300T=300℃40aT=500℃)aT=300℃20030(MPT=500℃σT=600℃(MP100c20T=600℃T=900℃σ010T=900℃0100002000030000400

4、00500000010000200003000040000ε(µε)ε(με)SteelConcrete200200t=0mint=0mint=15min150150))t=15minkNt=30min2kN20010011001t=30min(×(×Nt=60minN5050t=60mint=90mint=90min00020406080051015202um(mm)M(×10kN.m)1400ISO-834Standard12001000900oC)800℃600oCT(600300oC400200100o

5、C0050100150200250t(min)200300currentLie和Chabot(1992)250Lie和Chabot(1992)current150Hass(1991)))in200in(m(m150100100计算结果数值计算505000060120180240300050100150200实验结果(min)实验结果(min)ParametricAnalysis•Sectionaldimension•Slendernessratio•Steelratio•Steelyieldingstrengt

6、h•Strengthofconcrete•Loadeccentricity•Load40302430C=4000mm)λ=40)18inni(m20λ=80(mC=2000mmRR12106000250050007500100000306090120150C(mm)λ30302424C=4000mmC=4000mm)18)18inC=2000mminC=2000mm(m(mR12R12660000.050.10.150.20.25200250300350400fy(MPa)α30302424C=4000mmC=

7、4000mm)18)18nC=2000mminC=2000mmmi(mR(12R1266002040608010000.20.40.60.8fcu(MPa)e/ro240λ=80180)λ=40λ=120in120(mR6000612182430a(mm)120FireStrengthIndex90)kN20601(×N30N(t)u0FSI=0306090120150NR(min)uParametricAnalysis•Firedurationtime•Sectionaldimension•Slenderne

8、ssratio•Steelratio•Steelyieldingstrength•Strengthofconcrete•Loadeccentricity1.21.2C=1000mmC=2000mmλ=20λ=401C=3000mmC=4000mm1λ=60λ=80C=6000mmC=8000mmλ=100λ=1200.80.8ttk0.6k0.60.40.40.20.200030609