BS EN 1994-1-2:2005+A1:2014. Eurocode 4. 欧洲规范4:钢与混凝土组合结构设计—第1-2部分:一般规则——结构防火设计

Design of composite steel and concrete structures. General rules. Structural fire design


目录                                                                                                                                    

前言... 5

欧洲规范计划的背景... 5

欧洲规范的地位和应用领域... 6

执行欧洲规范的国家标准... 6

欧洲规范和产品统一技术规范之间的联系(ENETA... 7

有关EN 1994-1-2更多的具体信息... 7

EN 1994-1-2的国家版附录... 9

1 概述... 11

1.1 范围... 11

1.2 规范性参考文件... 13

1.3 假设... 15

1.4 原则与应用规则的区分... 15

1.5 定义... 15

1.5.1 通常与设计相关的特殊术语... 15

1.5.2 与材料和产品性能相关的术语... 16

1.5.3 与热传递相关的术语... 16

1.5.4 与力学性能分析相关的术语... 16

1.6 符号... 17

2 设计基础... 25

2.1 要求... 25

2.1.1 基本要求... 25

2.1.2 名义火灾曝露... 25

2.1.3 参数火灾曝露... 26

2.2 作用... 26

2.3 材料特性的设计值... 26

2.4 验算方法... 27

2.4.1 概述... 27

2.4.2 构件分析... 28

2.4.3 部分结构分析... 29

2.4.4 整体结构分析... 30

3 材料特性... 31

3.1 概述... 31

3.2 力学特性... 31

3.2.1 结构钢的强度和变形特性... 31

3.2.2 混凝土的强度和变形特性... 33

3.2.3 钢筋... 35

3.3 热性能... 36

3.3.1 结构钢和钢筋... 36

3.3.2 正常重量混凝土... 39

3.3.3 轻质混凝土... 42

3.3.4 防火材料... 42

3.4 密度... 42

4 设计方法... 44

4.1 概述... 44

4.2 表列数据... 45

4.2.1 适用范围... 45

4.2.2 由部分外包混凝土钢梁组成的组合梁... 45

4.2.3 组合柱... 48

4.3 简单计算模型... 53

4.3.1 组合板和组合梁的一般规则... 53

4.3.2 无保护的组合板... 53

4.3.3 受保护的组合板... 54

4.3.4 组合梁... 55

4.3.5 组合柱... 63

4.4 高级计算模型... 66

4.4.1 分析基础... 66

4.4.2 热响应... 66

4.4.3 力学响应... 67

4.4.4 高级计算模型的验算... 67

5 详细构造设计... 68

5.1 简介... 68

5.2 组合梁... 68

5.3 组合柱... 70

5.3.1 带有部分外包型钢的组合柱... 70

5.3.2 带有混凝土填充中空型钢的组合柱... 70

5.4 组合梁和组合柱之间的连接... 70

5.4.1 概述... 70

5.4.2 利用混凝土外包型钢的组合梁与组合柱的连接... 71

5.4.3 利用部分外包型钢的组合梁与组合柱连接... 72

5.4.4 利用混凝土填充型钢的组合梁与组合柱连接... 73

附录A [提示性附录高温条件下结构钢的应力-应变关系... 75

附录B [提示性附录高温下硅质集料混凝土的应力-应变关系... 79

附录 C [提示性附录适用于自然火灾的混凝土应力-应变关系 (含用于高级计算模型的下降加热段)    81

附录D [提示性附录根据标准温升曲线在板下方受火的 无保护组合柱的耐火性计算模型... 84

D.1 根据隔热性得出的耐火性... 84

D.2 正弯矩抗力Mfi,Rd+ 的计算... 85

D.3 负弯矩抗力Mfi,Rd-的计算: 87

D.4 组合板的有效厚度... 90

D.5 应用范围... 91

附录E [提示性附录与混凝土板连接的、在混凝土板下方受火的钢梁的正负弯矩抗力计算模型    92

E.1 正弯矩抗力Mfi,Rd+计算... 92

E.2 中间支承处(或约束支承处)的负弯矩抗力Mfi,Rd- 93

E.3 支承处的局部抗力... 94

E.4 垂直抗剪承载力... 95

附录F [提示性附录与混凝土板连接的、并按照标准温升曲线在混凝土板下方受火的部分外包钢梁的正负弯矩抗力计算模型... 96

F.1 正弯矩抗力Mfi,Rd+的折减横截面... 96

F.2 负弯矩抗力Mfi,Rd- 的折减横截面... 100

F.3 应用范围... 101

附录G [提示性附录带部分外包型钢的组合柱的耐火性平衡求和计算模型(适用于绕弱轴的弯曲、并且根据标准温升曲线在柱周围受火的情形)... 102

G.1 简介... 102

G.2 型钢的翼缘... 103

G.3 型钢的腹板... 103

G.4 混凝土... 104

G.5 钢筋... 105

G.6 高温下的轴屈曲荷载的计算... 106

G.7 荷载偏心距... 107

G.8 应用范围... 108

附录 H [提示性附录根据标准温升曲线在柱周围受火的混凝土填充中空型钢的简化计算模型    113

H.1 简介... 113

H.2 温度分布... 113

H.3 高温下的设计轴向屈曲荷载... 113

H.4 荷载偏心... 114

H.5 应用范围... 115

附录 I [提示性附录] 实验模型的设计与评估... 118

I.1 简介... 118

I.2 整体评估试验... 118

I.3 获得部分信息的试验... 118


1 概述

1.1 范围

(1)   EN 1994 的第1-2部分涉及适用于意外受火情形的钢与混凝土组合结构的设计,并旨在与EN 1994-1-1EN 1991-1-2配合使用。1-2部分仅列出了与正常温度设计的不同之处以及对正常温度设计的补充。

(2)   EN 1994 的第1-2部分仅涉及防火的被动方法。不涉及主动方法。

(3)   EN 1994 的第1-2部分适用于要求受火时能发挥以下功能的钢与混凝土组合结构:

–     避免结构过早崩塌(承载功能);

–     限制火灾蔓延(火焰、热气、过多的热量)至指定地区之外(隔离功能)。

(4)   EN 1994 的第1-2部分针对上述功能及性能水平的特定要求给出了结构设计的原则和规则(见EN 1991-1-2)。

(5)   EN 1994的第1-2部分适用于EN 1994-1-1适用范围内、进行相应设计的结构或结构部分。但没有针对包括预应力混凝土部分在内的组合构件给出规则。

(6)   对于所有组合横截面,钢与混凝土之间的纵向剪切连接应符合 EN 1994-1-1 的规定或经试验验证(同样参见 4.3.4.1.5 和附录I

(7)   带压型钢板的混凝土板(有/无钢筋)的典型示例参见图1.1


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