TR.20.9 Member FireProofing [构件防火材料]

STAAD.Pro 包含一种自动考虑施加于钢结构上的防火材料重量的方法。

一般格式

MEMBER FIREPROOFING
member-list FIRE { BFP | CFP } THICKNESS f1 DENSITY f2

其中:

ParameterDefinition
THICKNESS f1 以长度单位表示的厚度（以下图中的T）
DENSITY f2 以（力/长度3）单位表示的防火材料密度

在实际荷载工况本身中，除了自重SELFWEIGHT命令之外，无需其他指令来告知程序在自重计算中包含防火材料的重量。

目前支持两种类型的防火构造。 它们是：

  • 块状防火
  • 轮廓防火

块状防火构造（BFP）

下图展示了这种构造。 防火材料在型钢截面周围形成一个矩形块。

沿构件长度的任意截面上防火材料的面积 (Afp ) 按以下方式计算：

对于宽翼缘（工字形截面）、槽钢和T型钢：

Afp = [(Bf + 2T)*(D+2T)] - Asteel

对于单角钢，

Afp= [(Bf + 2T)*(D+2T)] - Asteel
Bf
=
翼缘宽度
D
=
型钢截面的总高度
T
=
超出下图所标注的横截面外边沿的防火材料厚度
Asteel
=
型钢截面面积

其中:

Figure 1. 各种形状上的块状防火（BFP）

轮廓防火构造（CFP）

在此构造中，防火材料在型钢截面上形成一层涂层，如下图所示。 这种情况下防火材料的面积 (Afp)按以下方式计算。

对于宽翼缘（工字形截面）

Afp = [(Bf + 2T)*(Tf+2T)]*2 + [(D-2T-2Tf)*(Tw+2T)] - Asteel

对于单角钢，

Afp = [(L1+2T)*(2T+Ta) + (L2-Ta)*(2T+Ta)] - Asteel

For Tees,

Afp = [(Bf + 2T)*(Tf+2T)] + [(D-Tf)*(Tw+2T)] - Asteel
Bf
=
翼缘宽度
D
=
型钢截面的总高度
T
=
超出下图所标注的横截面外边沿的防火材料厚度
Tf
=
工字形和T形（截面）的翼缘厚度
Ta
=
角钢肢的厚度
Tw
=
工字形和T形（截面）腹板的厚度
Asteel
=
型钢截面面积
Figure 2. 各种形状上的轮廓防火（CFP）
应用此属性所需的输入参数为：
  1. 防火类型
  2. 上述图中所示的厚度 T
  3. 防火材料的密度
  4. 要应用防火构造的构件

对于每个这样的构件，软件将计算其 Afp并乘以防火材料密度得到构件单位长度的重量。 这一重量被添加到型钢截面自身单位长度的重量上，其数值的总和用于计算构件自重。 因此，如果要将防火材料的重量作为荷载工况的一部分考虑，自重（SELFWEIGHT ）必须是荷载工况的荷载组成部分之一。

注意

  1. STAAD仅针对以下截面计算防火重量：

    对于块状防火构造 - 内置表格中的工字形截面（美国的W、S、M、HP型，英国的UC和UB型等）、变截面工字形截面、单槽钢、角钢和T型钢。

    对于轮廓防火构造（CFP） - 截面为等截面或变截面的工字钢、角钢、T型钢。

    （以及）内置表格中的工字形截面（美国的W、S、M、HP型，英国的UC和UB型等）、变截面工字形截面、角钢和T型钢。

  2. 对于以下类型的截面不计算防火重量： 钢管、圆管、顶部带盖板的组合工字钢、双槽钢、双角钢、空心型钢（HSS）、带盖板的工字钢、棱柱形、实心圆形或矩形（截面）、蜂窝梁、冷弯型钢、木材、铝材、变截面锥管截面等。

示例问题

STAAD

STAAD SPACE
UNIT KIP FEET
JOINT COORDINATES
1 0. 0. ;2 0. 15. ; 3 20. 15. ;4 20. 0.
MEMBER INCIDENCE
1 1 2 ; 2 2 3 ; 3 3 4
MEMBER PROPERTY AMERICAN
1 3 TABLE ST W12X26
2 TABLE ST W14X34
CONSTANTS
E  STEEL ALL
POISSON STEEL ALL
DENSITY STEEL ALL
SUPPORT
1 FIXED ; 4 PINNED
UNIT POUND INCH
MEMBER FIREPROOFING
1 3 FIRE BFP THICK 2.0 DENSITY 40
2 FIRE CFP THICK 1.5 DENSITY 40
UNIT KIP FT
LOADING 1 DEADWEIGHT OF STEEL + FIREPROOFING
SELF Y -1.0
LOAD 2 LIVE
MEMBER LOAD
2 UNI GY -0.8
LOAD COMBINATION 3
1 0.75 2 0.75
PERFORM ANALYSIS
PRINT MEMBER FORCES
PRINT SUPPORT REACTIONS
FINISH