防火设计

温度

在 IDEA StatiCa Member 中，用户为整个模型设置温度。模型中所有实体均采用统一的设定温度。

在 IDEA StatiCa Connection 中，用户可分别为每个构件或板件设置温度。连接元件（螺栓和焊缝）的温度按最热连接板的温度取值。

节点中构件和板件的温度可根据 EN 1993-1-2 第 4.2.5 条"钢材温度发展"及 D.3 条"火灾中节点温度"确定。钢构件的热工性能取自 EN 1993-1-2：

• 比热容 – 第 3.4.1.2 条
• 导热系数 – 第 3.4.1.3 条

请注意，IDEA StatiCa Steel 中未考虑热伸长，因为热伸长产生的内力在很大程度上取决于边界条件。建议用户自行将热膨胀引起的内力计入荷载效应中。

材料退化

钢板的材料退化可根据以下三种规范确定：

• EN 1993-1-2 – 表 3.1
• AISC 360-16 – 表 A-4.2.1
• CSA S16-14 – 表 K.1

钢板采用多线性材料图，根据 EN 1993-1-2 图 3.1 取六个特征点。以 S355 钢材为例，材料退化按 EN 1993-1-2 表 3.1 取值，温度 \(\theta = 560^{\circ}\textrm{C}\)。屈服强度 \(f_y\) 之后塑性段的斜率为 \(E_{a,\theta}/1000\)。弹性模量折减系数 \(k_{E,\theta}\)、比例极限折减系数 \(k_{p,\theta}\) 和屈服强度折减系数 \(k_{y,\theta}\) 分别为 0.426、0.252 和 0.594。塑性应变从比例极限处开始累积。

螺栓的材料退化可根据以下三种规范确定：

• EN 1993-1-2 – 表 D.1
• AISC 360-16 – 表 A-4.2.3
• CSA S16-14 – 表 K.3

焊缝的材料退化可根据以下一种规范确定：

• EN 1993-1-2 – 表 D.1

仅对螺栓和焊缝的承载力进行折减，其刚度保持与常温下相同。

热膨胀效应忽略不计，任何模型中均不予考虑。如有必要，热膨胀的影响应通过附加荷载进行模拟。

验算

钢板默认按塑性应变 5% 进行验算。

在欧洲规范中，螺栓和焊缝的验算采用防火设计专用分项安全系数 \(\gamma_{M,fi}\)。在其他所有规范中，采用标准承载力或安全系数。螺栓和焊缝的荷载-变形曲线及验算结果按折减系数 \(k_b\) 和 \(k_f\) 根据设定温度进行折减。

预拉力螺栓假定已发生滑移，按普通紧固螺栓进行验算。

混凝土基础块和锚栓的温度未知，相应构件在防火设计中不进行验算。

刚度

目前防火设计暂不支持刚度分析。建议先进行常温下的刚度分析，再将刚度乘以弹性模量折减系数 \(k_{E,\theta}\)。