
钢-混凝土组合梁
8.3.1 火灾下组合梁中混凝土楼板内的平均温度可按表8.3.1 确定。
表8.3.1 混凝土楼板的平均升温(℃)

2 对顶板厚度介于50∽100mm的混凝土楼板,其升温可通过线性插值得到。
8.3.2 可将组合楼板中的H 型钢梁分成两部分:一部分为下翼缘与腹板组成的倒T 型构件;另一部分为上翼缘。两部分在火灾下的温度可分别按第6.3 节相关规定计算。其中,上翼缘按三面受火考虑,下翼缘与腹板组成的倒T 型构件按四面受火考虑。
8.3.3 组合梁抗火承载力应按下式验算:

M=
;
——高温下组合梁正弯矩作用时的抵抗弯矩值,按第8.3.4条计算;
——高温下组合梁负弯矩作用时的抵抗弯矩值,按第8.3.5条计算。
8.3.4 高温下组合梁正弯矩作用时的抵抗弯矩值可按下式计算:
1 塑性中和轴在混凝土板内(图8.3.4-1),即
时:



8.3.4 高温下组合梁正弯矩作用时的抵抗弯矩值可按下式计算:
1 塑性中和轴在混凝土板内(图8.3.4-1),即




C 1——混凝土顶板所受压力,

F1——钢梁上翼缘全部屈服时的承载力,F1=γRηTfAn,其中An为上翼缘截面面积,ηT为钢材强度高温折减系数,按钢梁腹板温度确定;
F2——钢梁腹板全部受拉或受压屈服时的承载力,F2=γRηTfAw,其中fAw为上翼缘截面面积,ηT为钢材强度高温折减系数,按钢梁腹板温度确定;
F3——下翼缘全部屈服时的承载力,F3=γRηTfAf2,其中Af2为下翼缘截面面积,ηT为钢材强度高温折减系数,按钢梁下翼缘温度确定;
H——钢梁截面总高度;
H0——整个组合梁截面总高度,H0=H+hu+hd ;
hu——混凝土板等效厚度,当组合梁为主梁时,其值取压型钢板肋以上混凝土板厚加肋高度一半,当组合梁为次梁时,仅取压型钢板肋以上的混凝土板厚;
hd——混凝土肋的等效高度,当组合梁为主梁时,其值取压型钢板肋高度的一半;当组合梁为次梁时,取压型钢板肋的全高;
be——混凝土板有效宽度,根据现行国家标准《 钢结构设计规范GB 50017 相关条文确定;
el——混凝土顶板受压区高度;
hcl——混凝土顶板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离,hcl=H0-0.5el;
hFl——上翼缘中心到下翼缘中心的距离;
hFZ——腹板中心到下翼缘中心的距离。
2 塑性中和轴在钢梁截面内(图8.3 4-2),



Fcom2——腹板受压区的合力,Fcom2=0.5(一C1-F1+F2+F3);
hcom2——腹板受压区中心到下翼缘中心的距离,hcom2=0.5(e2+H),其中e2为截面塑性中和轴到下翼缘中心的距离,

Ften2——腹板受拉区的合力,Fcom2=0.5(Cl+ Fl+F2-F3);
Hten2——腹板受拉区中心到下翼缘中心的距离,为0.5e2。
8.3.5 高温下组合梁受负弯矩作用时,可不考虑楼板和钢梁下翼缘的承载作用(图8.3.5 ) ,相应的组合梁抵抗弯矩可按下式计算:

图8.3.5 负弯矩作用时组合梁截面及其应力分布

Fteny2——腹板受拉区合力,Fteny2=o.5(一F1+F2);
hcomy2——腹板受压区中心到下翼缘中心的距离,当Fcomy2>0时hcomy2=0.5( H+e3),当Fteny2≤0时hcomy2=0.5H;
e3——塑性中和轴到上翼缘中心的距离,当Fteny2>O 时e3=

hteny2——腹板受拉区中心到下翼缘中心的距离,当Fteny2>O时,hteny2=0.5e3;当Fteny2≤O时,hteny2=0。
条文说明
8.3 钢-混凝土组合梁8.3.1~8.3.5 火灾下钢-混凝土组合梁的承载力可像常温下一样,按塑性进行计算,但应考虑火灾升温对混凝土强度和钢材强度的影响。火灾下混凝土板的温度沿楼板厚度方向的分布是不均匀的,但为简化计算,假设楼板内温度均匀分布,并取楼板的平均温度作为楼板的代表温度。
试验发现,火灾中组合梁中钢梁的上翼缘温度较低,接近混凝土顶板的温度,而钢梁的腹板和下 翼缘温度一致。
钢框架梁常采用组合梁,由于框架梁梁端的轴向约束产生的悬链线效应,可使火灾下梁中的温度轴向力为零,与图4 所示情况类似。如组合梁为独立梁,且梁无轴向约束,则火灾下梁的轴向可自由膨胀,则梁中不会产生温度轴向力。可见,无论组合梁两端是否有轴向约束,进行抗火承载力验算时均可不考虑梁中轴力。
组合梁的抗火验算可按下列步骤进行:
1 对钢梁采用一定的防火保护被覆。
2 按第8.3.1 和8.3.2 条分别计算混凝土顶板和钢梁在规定耐火极限要求下的温度。
3 按第8.3.3 条验算组合梁的抗火承载力。