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鋼結構抗火設計的抗力取值及荷載效應組合

發布者: 發布時間:2016/2/24 15:53:28 閱讀:次 【字體:

目前,國際上結構設計都趨于采用基于概率可靠度的極限狀態設計方法,即結構設計以滿足各種功能的結構極限狀態設計要求為目標,考慮到結構所受外界作用和結構本身的各種變異性(包括尺寸、材料等〕,結構設計的可靠性不能百分之百保證,而只規定能被人們所接受的有限設計概率可靠度,一般結構設計規定的可靠度越高,結構設計越可靠.當然結構成本也越高。結構設計可靠度大小的取值應考慮如下兩個因素:

(1)結構可靠與效益的綜合優化。如一個結構破壞或不能正常使用所造成的經濟損失或社會影響大,則該結構設計可靠度就應高;再如對于結構抗火,構件破壞所造成的后果比整體結構破壞所造成的后果要輕,因此整體結構層次的結構抗火設計可靠度應比構件層次的結構抗火設計可靠度高(這一差別可通過耐火極限的要求不同加以考慮)。

(2)結構各種功能的性質。如結構的承載力功能比結構的正常使用功能更重要、因結構的承載力功能喪失,即意味結構破壞或倒塌,其后果顯然比結構不能正常工作要嚴重,故結構承載力功能設計可靠度要比正常使用功能設計可靠度高.進行結構某一功能設計時,應考慮各種荷載作用工況。如進行結構的承載力功能設計時,應考慮永久荷載(結構自盈)作用工況、永久荷載和樓面活載組合作用工況、永久荷載、樓面活載和風載組合作用工況等等。各種工況的設計可靠度應一致。

建筑發生火災雖然是一偶然事件,但建筑發生火災后對結構來說應考慮承載力功能,因此,對于結構承載力功能,還應考慮建筑發生火災的各種荷載作用工況。因結構功能要求相同,無論是發生火災,還是非火災條件下的正常情況,結構的設計可靠度(或失效概率=1.0可靠度)應是一致的。

設正常情況和火災下、結構承載力功能設計失效概率分別為Pn、PF,結構設計基準期內火災發生的概率為P (F).火災發生條件下結構承教力功能失效的概率為P.對于結構的承載力極限狀態,受火條件下的失效概率可比正常條件下的失效概率高,且受火條件下結構的設計要求(可靠度或失效概率的大小)與建筑發生火災的概率有關,建筑如有較好的防火措施(包括防火分隔、自動滅火裝置等〕,則受火條件下結構的設計要求可降低。

二、抗力取值

火災下鋼結構的破壞是由于構件屈服或屈曲造成的.而鋼結構構件的屈服或屈曲都直接與材料的屈服強度相關?紤]到火災的偶然性及結構抗火承載安全度可較正常情況下低,計算火災下鋼結構的承載力或抗力時、可取材料屈服強度的標準值,比正常情況下取材料屈服強度的設計值略為提高。

三、荷載效應組合方式

目前國際上基于概率可靠度的極限狀態設計法,均采用不同分項系數的荷載效應線性組合設計表達式,即簡單實用,又能基本保證不同荷載工況下的設計可靠度一致。目前國外的鋼結構抗火設計規范都采用荷載效應線性組合表達式,根據我國荷載代表位及有關參數的具體情況.建議進行鋼結構杭火設計時.采用荷載效應組合公式。

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