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A.3 作用效应

A.3.1 验算钢柱柱底截面的最大正应力水平k应按下式确定:
 A.3.1
式中:k0——常温设计下验算钢柱底截面的最大正应力(不计地震作用)设计值与强度设计值f之比;
      k1——考虑偶然组合的系数,取0.8;  
      k2——温度应力水平,按A.3.2、A.3.3条确定;
      f——钢材常温强度设计值,按《钢结构设计规范》GB 50017取值。
    当k≤3.0时取k= 0.3。
A.3.2 当与验算钢柱在本层及上一层相连的梁均为两端铰接或悬臂时,则取k2=0。
A.3.3 温度应力水平可按下式计算:
 A.3.3
式中:σT——温度应力,按A.3.4条确定。
A.3.4 温度应力应按下式计算:
 A.3.4
式中:A——验算钢柱的毛截面面积(mm2);
      N——验算钢柱在框架梁约束下的温度轴力,按A.3.5条确定;
      φ——验算钢柱的稳定系数,按现行标准《钢结构设计规范》GB 50017取值,当k0由强度控制时取φ=1,当k0由强轴稳定控制时取φ=φx,当k0由弱轴稳定控制时取φ=φy
A.3.5 验算钢柱在框架梁约束下的温度轴力应按下式计算:
 A.3.5
式中:NT1——验算钢柱在本层框架梁约束下的温度轴力,按A.3.6、A.3.7条确定(N);
      NT2——验算钢柱在上一层框架梁约束下的温度轴力,按A.3.6、A.3.9条确定(N)。
A.3.6 验算钢柱在本层和上一层框架梁约束下的温度轴力不应超过式(A.3.6-1)、(A.3.6-2)计算值。
 A.3.6
式中:n1——与验算钢柱相连的本层两端支承梁数目;
      n2——与验算钢柱相连的上一层两端支承梁数目;
      kn——系数,梁与柱两端刚接取2;一端铰接,一端刚接取1,两端铰接取0;当梁远端支承在梁上时,视为铰接;
      l1——与验算钢柱相连的本层两端支承梁的净跨度。当梁与柱设有斜撑时,取斜撑节点之间的距离(mm);
      l2——与验算钢柱相连的上一层两端支承梁的净跨度,当梁与柱设有斜撑时,取斜撑节点之间的距离(mm);
      h——与验算钢柱相连的本层或上一层两端支承梁的截面高度(mm);
      Aw——与验算钢柱相连的本层或上一层两端支承梁的腹板面积(mm2);
      ks——与验算钢柱相连的本层两端支承梁钢材的屈服强度降低系数,按A.3.11条确定;
      fy——钢材常温的屈服强度(或屈服点),按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017 取值;
      Q1——与验算钢柱相连的本层两端支承梁在常温设计下(不计地震作用),在验算钢柱一侧的梁端剪力(N);
      Q2——与验算钢柱相连的上一层两端支承梁在常温设计下(不计地震作用),在验算钢柱一侧的梁端剪力(N);
      0.8——考虑偶然组合的系数。
A.3.7 验算钢柱在本层框架梁约束下的温度轴力可按下式计算:
 A.3.7
式中:kT1——与验算钢柱相连的本层两端支承梁的抗剪刚度,按 A.3.8条确定(N/mm);
      h1——验算钢柱底截面到梁顶面的高度,如果柱底进行保护,则为未保护部分高度(mm);
      Tm1——验算钢柱的最高平均温度,按A.3.13条确定;
      Tm2——与验算钢柱相连的本层两端支承梁的远端支承柱的最高平均温度,按A.3.13条确定;
      α——钢材的线膨胀系数,取1.2×10-5/ ℃;
      ETm——验算钢柱在其最高平均温度时的弹性模量,按A.3.11条确定。
A.3.8 与验算钢柱相连的本层两端支承梁的抗剪刚度按下式计算:
 A.3.8
式中:kp——梁的节点约束系数,梁与柱两端刚接取12;一端铰接,一端刚接取3,两端铰接取0;当梁远端支承在梁上时,视为铰接;
      ETb——本层两端支承梁在温度T时的弹性模量,按A.3.11条确定;
      I——梁截面对其水平形心轴的惯性矩(mm4);
A.3.9 验算钢柱在上一层框架梁约束下的温度轴力可按下式计算:
 A.3.9
式中:h2——验算钢柱上一层层高(mm);
      kT2——与验算钢柱相连的上一层两端支承梁的抗剪刚度,按A.3.10条确定;
      A2——验算钢柱上一层的毛截面面积(mm4);
A.3.10 与验算钢柱相连的上一层两端支承梁的抗剪刚度可按下式计算:
 A.3.10
式中:I2——与验算钢柱相连的上一层两端支承梁截面对其水平形心轴的惯性矩(mm2);
      E——钢材在常温时的弹性模量,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017取值。
A.3.11 钢材在温度T时的弹性模量ET= kEE,弹性模量降低系数kE和屈服强度降低系数ks可查表A.3.11确定。
表A.3.11 钢材的弹性模量降低系数kE、屈服强度降低系数ks与温度T的关系
 表A.3.11 钢材的弹性模量降低系数kE、屈服强度降低系数ks与温度T的关系
A.3.12 计算梁弹性模量和屈服强度降低系数时其温度取值:当梁在事故坑上方并设置保护时取400℃,不保护时取500℃;不在事故坑上方时取30℃。
A.3.13 钢柱在炉料热作用下的最高平均温度Tm可按下式确定:
 A.3.13
式中:T3——钢柱翼缘厚度d=25mm,柱与事故坑边缘距离s=1m时的最高平均温度,按表A.3.13-1取值;
      T4——钢柱最高平均温度随翼缘厚度d和距离s变化的温度调整值,按表A.3.13-2取值。
表A.3.13-1 钢柱最高平均温度T3(℃)
表A.3.13-1 钢柱最高平均温度T3(℃) 
表A.3.13-2 钢柱最高平均温度调整值T4(℃)
表A.3.13-2 钢柱最高平均温度调整值T4(℃) 
A.3.14 如果框架梁远端支承在另一根梁上,式(A.3.7)、式(A.3.9)中h1αTm2应为框架梁的支座处因支承梁的支承柱的温度变化产生的膨胀变形,计算时先确定支承梁的柱的膨胀变形,不考虑支承梁的挠曲。
 
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