设计一个三层建筑的内柱。 柱子与上、下梁采用整体连接。 根据欧洲规范 DIN EN 1992-1-2 对柱子进行防火设计时简化方法 A 得到验证,结果与 [1] 进行了比较。
材料 | 混凝土C35/45 | 混凝土抗压强度设计值 | fcd | 19,900 | N/mm2 |
钢筋B500S(B) | 屈服强度设计值 | fyd | 434,783 | N/mm2 | |
几何尺寸 | 结构 | 柱长 | l柱 | 4,200 | m |
截面 | 高度 | h | 200 | mm | |
宽度 | B | 200 | mm | ||
截面面积 | Ac | 400 | mm2 | ||
荷载 | 永久荷载 | LC1 | Gk | 363,000 | kN |
LC2 | [THESIS.THESISTITLE]k | 30,000 | kN | ||
LC3 | Qk | 150,000 | kN |
RFEM 设置
- 目前激活第5章中的简化方法作为抗火设计方法。
- 常温下的永久和短暂时间。 2.4.2(2) 是抗火荷载设计状况类型。
- 设计荷载水平的折减系数 ηfi设为 0.61。
- 抗火设计的弯曲屈曲 ky设为0.5。
结果
- 内力
主导的荷载组合: 1.35·LC1 + 0.75·LC2 + 1.5·LC3
轴力 NEd [kN] RFEM软件 解析解 比率 737,550 738,000 1.00
- 有效长度和长细比
'有效长度和长细比 参数 描述 单位 RFEM软件 解析解 比值 ky 有效长度系数 – 1,000 1,000 1.00 l0 有效长度 m 4,200 4,200 1.00 l0 有效长度 m 4,200 4,200 1.00 n 相对轴力 – 0,930 0,932 1.00 iy 回转半径 – 57,700 57,700 1.00 λ 长细比 – 72,746 73,000 0,99
{>class="表格标题" 参数 描述 单位 RFEM软件 解析解 比率 As,min 最小纵向钢筋面积 cm2 2,540 2,540 1.00 As,req 需配的钢筋 cm2 12,480 12,400 1.00
柱子所在建筑物的抗火设计等级为4。 因此柱子的抗火持续时间至少为 R60。 首先是简化方法A acc中的最小截面尺寸。按照 5.3.2(1), 表 5.2(a):
{>class="表格标题"最小截面尺寸和钢筋轴线距离 acc.按照 5.3.2(1) 表 5.2a 参数 描述 单位 RFEM软件 解析解 比率 ηfi 抗火状况下设计荷载等级的折减系数 – 0,610 0,614 1.00 NEd,fi 抗火设计时截面轴力 kN 452,856 453,000 1.00 NRd 柱承载力 kN 798,835 800,000 1.00 μ 抗火状况下的利用率 kN 0,570 0,566 1.00 bmin,req 所需的最小截面尺寸 mm 216,7 217,0 1.00 am,req 需要的最小距离 mm 39,3 39,3 1.00
外,还要确定最小火灾持续时间 R。 它的计算公式如下: br/> 下面的公式来计算根据承载力 Rη,fi确定的抗火承载力
了简化计算,文献中假设 μfi = ηfi 。使用实际得到的 μfi重新计算 Rη,fi ,以便与RFEM软件的计算结果进行比较:
{>class="表格标题"最小防火设计时限换算为5.7 参数 描述 单位 RFEM软件 解析解 比率 μ 抗火状况下的利用率 kN 0,570 0,570 1.00 ω 机械配筋率 – 0,689 0,690 1.00 Rη,fi 根据承载力确定抗火承载力 – 35,948 35,690 1.00 Ra 根据钢筋保护层确定抗火承载力 – 16,000 16,000 1.00 Ri 根据屈曲长度确定抗火承载力 – 27,840 27,800 1.00 Rb 根据截面尺寸确定抗火承载力 – 18,000 18,000 1.00 Rn 根据钢筋数量确定抗火承载力 – 0 0 1.00 R 耐火极限时间 最小 83 82 1,01