8.3 钢与混凝土组合梁

Ⅰ 承载力法

8.3.1 火灾下钢与混凝土组合梁的承载力验算，两端铰接时，应按式（8.3.1-1）进行；两端刚接时，应按式（8.3.1-2）进行。

式中：M一一火灾下组合梁的正弯矩设计值；
      ——火灾下组合梁的正弯矩承载力；
      ——火灾下组合梁的负弯矩承载力。
8.3.2 火灾下钢与混凝土组合梁的正弯矩承载力应按下列规定计算：
    1 当塑性中和轴在混凝土翼板内（图8.3.2-1），即b_eh_cbf_cT≥F_bf＋F_w＋F_tf时，正弯矩承载力应按下列公式计算：

式中：f_cT——高温下混凝土的抗压强度，应按本规范第5.2节确定，混凝土板的温度应按本规范第8.3.4条确定；

      f_T——高温下钢材的强度设计值，应按钢梁相应部分的温度根据本规范第5.1节规定确定，其中钢梁各部分的温度应按本规范第8.3.4条确定；
      F_tf——高温下钢梁上翼缘的承载力；
      F_w——高温下钢梁腹板的承载力；
      F_bf——高温下钢梁下翼缘的承载力；
      b_e——混凝土翼板的有效宽度，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定确定；
      b_tf——钢梁上翼缘的宽度；
      b_bf——钢梁下翼缘的宽度；
      h——组合梁的高度；
      h_c1——混凝土翼板的厚度；
      h_c2——压型钢板托板的高度；
      h_cb——混凝土翼板的等效厚度，按本规范第8.3.5条确定；
      h_s——钢梁的高度；
      h_w——钢梁腹板的高度；
      t_tf——钢梁上翼缘的厚度；
      t_w——钢梁腹板的厚度；
      t_bf——钢梁下翼缘的厚度；
      x——混凝土翼板受压区高度；
      y——混凝土翼板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离；
      y1——钢梁上翼缘中心到下翼缘中心的距离；
      y2——钢梁腹板中心到下翼缘中心的距离。
    2 当塑性中和轴在钢梁上翼缘内（图8.3.2-2），即F_bf＋F_w－F_tf＜b_eh_cbf_cT＜F_bf＋F_w+F_tf时，正弯矩承载力应按下式计算：

式中：F_tf，c——钢梁上翼缘受压区的承载力；
      F_tf，t——钢梁上翼缘受拉区的承载力；
      y——混凝土翼板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离；
      y₂——钢梁腹板中心到下翼缘中心的距离；
      y₃——钢梁上翼缘受压区中心到下翼缘中心的距离；
      y₄——钢梁上翼缘受拉区中心到下翼缘中心的距离。

    3 当塑性中和轴在钢梁腹板内（图8.3.2-3），即b_eh_cbf_cT≤F_bf＋F_w－F_tf时，正弯矩承载力应按下列公式计算：

式中：F_w，c——钢梁腹板受压区的承载力；
      F_w，t——钢梁腹板受拉区的承载力；
      y——混凝土翼板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离；
      y₁——钢梁上翼缘中心到下翼缘中心的距离；
      y₅——钢梁腹板受压区中心到下翼缘中心的距离；
      y₆——钢梁腹板受拉区中心到下翼缘中心的距离。
8.3.3 火灾下钢与混凝土组合梁的负弯矩承载力应按下式计算，计算时可不考虑楼板的作用（图8.3.3）。

8.3.4 火灾下钢与混凝土组合梁的温度应按下列规定确定：
    1 标准火灾下混凝土翼板的平均温升可按表8.3.4确定；对于非标准火灾，受火时间应采用等效曝火时间。
    2 H型钢梁的温度，对于下翼缘与腹板组成的倒T型构件，应按四面受火计算截面形状系数；对于上翼缘，可按三面受火计算截面形状系数。

注：1 表中板厚是指压型钢板肋高以上混凝土板厚度；
       2 当混凝土板厚为50mm～100mm时，升温可按表线性插值确定。
8.3.5 混凝土翼板的等效厚度h_cb，对于板肋垂直于钢梁的钢与混凝土组合梁，h_cb应取肋以上的混凝土板厚；对于板肋平行于钢梁的钢与混凝土组合梁，h_cb应取1/2肋高以上的混凝土板厚。

Ⅱ 临界温度法

8.3.6 火灾下钢与混凝土组合梁中钢梁腹板与下翼缘的临界温度T_d，应根据其设计耐火极限t_m、荷载比R和混凝土翼板的等效厚度h_cb经计算确定。其中，两端铰接组合梁的临界温度应按表8.3.6-1确定，两端刚接组合梁的临界温度应按表8.3.6-2确定。

注：1 表中“一”表示在该条件下组合梁的耐火验算不适合采用临界温度法；
       2 对于其他设计耐火极限、荷载比和混凝土翼板等效厚度，组合梁的临界温度可线性插值确定。

注：1 表中“一”表示在该条件下组合梁的耐火验算不适合采用临界温度法。
       2 对于其他设计耐火极限、荷载比和混凝土翼板等效厚度，组合梁的临界温度可线性插值确定。
8.3.7 火灾下钢与混凝土组合梁的荷载比R，两端铰接时，应按式（8.3.7-1）计算；两端刚接时，应按式（8.3.7-2）计算：

式中：M——火灾下组合梁的正弯矩设计值；
      M^＋——常温下组合梁的正弯矩承载力，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定计算；
      M^-——常温下组合梁的负弯矩承载力，可按钢梁的负弯矩承载力确定，不考虑混凝土楼板的作用。
8.3.8 钢与混凝土组合梁的防火保护设计，应根据组合梁的临界温度T_d、无防火保护的钢梁腹板与下翼缘组成的倒T型构件在设计耐火极限t_m内的最高温度T_m经计算确定。其中，最高温度T_m应按本规范第6.2.1条计算确定。
    当临界温度T_d小于或等于最高温度T_m时，组合梁应采取防火保护措施。防火保护层的设计厚度应按本规范第7.2.8条、第7.2.9条的规定计算确定；其中，截面形状系数F_i/V应取腹板、下翼缘组成的倒T型构件作为验算截面计算。钢梁上翼缘的防火保护层厚度可与腹板及下翼缘的防火保护层厚度相同。当临界温度T_d大于最高温度T_m时，组合梁可不采取防火保护措施。