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附录B （规范性附录）钢结构防火涂料耐火试验加载量计算

B.1 已知条件
    钢梁为Q235钢材，抗弯强度为f（N/mm²）。钢梁安装方式为水平简支，计算跨度为L0（mm）、受压翼缘宽度为b1（mm）、翼缘厚度为t1（mm）、腹板厚度为d（mm）、截面高度h（mm）、截面回转半径为iy（mm）、截面模量为Wx（mm³）、强度折减系数为k、屈服强度为fy（N/mm²）、自重为g（N/m）。标准盖板自重经称量为q0（N/m）。
B.2 均布荷载计算
    钢梁受载后其截面上实际产生的最大弯矩Mmax采用式（B.1）计算：
Mmax =（1/8）qmaxL0² ……………………………（B.1）
    按GB 50017—2003中4.1规定，钢梁截面上的设计弯矩Mx应符合式（B.2）的要求。
Mx /（γxWx）≤ kf ………………………………（B.2）
 
    式中，对于工字形截面γx=1.05，当梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比大于而不超过时，γx=1.0。
    由式（B.2），钢梁截面上的设计弯矩极限值M极限应采用式（B.3）计算：
M极限 = kγxWxf ………………………………（B.3）
    依据6.5.5的规定，Mmax=M极限×60%，由式（B.1）和式（B.3）推出均布荷载qmax：
qmax =4.8kγxWxf / L0² ……………………………（B.4）
B.3 稳定性验证
B.3.1 验证原则
    按GB 50017—2003中4.2.1规定，若L0/b1>13，则应计算梁的整体稳定性。
B.3.2 稳定系数的计算
    按GB 50017—2003中B.5规定，对于均匀弯曲的受弯构件：
    （1）当λy<时，对于双轴对称的工字形截面（含H型钢），其稳定系数φb可按式（B.5）计算。
式中：
λy = L0 / iy。
    （2）当λy<时，其稳定系数φb应按GB 50017—2003中B.1和B.2的规定进行计算，并且当计算所得的φb>0.6时，应采用式（B.6）对其进行修正计算。
φ'b = 1.07 - 0.282 / φb ……………………………（B.6）
B.3.3 验证条件
    按GB 50017—2003中4.2.2规定，在处于整体稳定的条件下，钢梁截面上的最大弯矩Mmax应符合式（B.7）的要求。
Mmax ≤ kfφbWx ………………………………（B.7）
    当稳定系数经过修正后，应采用φb'代替式（B.7）中的φb。
    若不符合以上验证条件，应按GB 50017—2003中4.2规定，以梁的整体稳定性计算均布荷载qmax。
B.4 加载量计算
    依据6.5.5的规定，试件的实际加载量F采用式（B.8）计算：
F =（qmax - g - q0）L0 ………………………………（B.8）
    示例1：
    已知：试验基材为GB/T 11263—2017规定的HN400×200热轧H型钢，f=215 N/mm²、L0=4200mm、b1=200mm、t1=13mm、d=8mm、h=400mm、iy=45.4mm、Wx=1190000mm³、k=0.9、fy=235N/mm²、g=646.8N/m，所用标准盖板自重经称量q0=573.3N/m。求钢梁的实际加载量F。
    计算程序如下：
    （1）均布荷载计算：
    由于梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比为，而，所以γx=1.05。由式（B.4）得：
qmax = 4.8kγxWxf / L0²=4.8×0.9×1.05×1190000×215/4200² = 65.790kN/m
    （2）稳定性验证：
    因L0/b1=4200/200=21>13，应计算梁的整体稳定性。
    λy=L0/iy=4200/45.4=92.51<=120，由式（B.5）得：
    
    由式（B.1）得：
    Mmax =（1/8）qmaxL0² =（1/8）×65.790×4200²=145067N·m
    而，kfφbWx=0.9×215×0.88×1190000=202633N·m
    所以，Mmax<kfφbWx，满足稳定性要求。
    （3）加载量计算：
    由式（B.8）得：
    F =（qmax - g - q0）L0=（65790-646.8-573.3）×4.2=271kN
    示例2：
    已知：试验基材为GB/T 706—2016规定的36b热轧工字钢，f=215N/mm²、L0 =4200mm、b1 =138mm、t1 =15.8mm、d=12.0mm、h=360mm、iy=26.4mm、Wx=919000mm³、k=0.9、fy=235N/mm²、g=643.8N/m，所用标准盖板自重经称量q0=573.3N/m。求钢梁的实际加载量F。
    计算程序如下：
    （1）均布荷载计算：    由于梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比为，而，所以γx=1.05。由式（B.4）得：
qmax = 4.8kγxWxf / L0²=4.8×0.9×1.05×919000×215/4200² = 50.808kN/m
    （2）稳定性验证：
    因L0/b1=4200/138=30>13，应计算梁的整体稳定性。
    λy=L0/iy=4200/26.4=159.09>=120，按GB 50017—2003中B.2的规定计算梁的整体稳定系数：
    查表（见GB 50017—2003中表B.2），当L0=4000mm和L0=5000mm时，其对应稳定性系数分别为0.93和0.73。采用线性插值法计算，当L0=4200mm时，梁的稳定性系数φb=0.89>0.6，按式（B.6）对其进行修正：
    φb'=1.07-0.282/φb=1.07-0.282/0.89=0.75
    由式（B.1）得：
    Mmax =（1/8）qmaxL0² =（1/8）×50.808×4200²=112032N·m
    而，kfφb'Wx=0.9×215×0.75×919000=133370N·m
    所以，Mmax<kfφb'Wx，满足稳定性要求。
    （3）加载量计算：
    由式（B.8）得：
    F =（qmax - g - q0）L0=（50808-643.8-573.3）×4.2=208kN

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