某超高层钢管混凝土柱的防护保护设计

宋红胜

（长沙经济技术开发区天润工程技术咨询有限公司 长沙 410000）

1 工程简况

某超高层建筑是集大型商场、高端写字楼和五星级酒店等于一体，建筑总高度220m；采用外框内筒的结构形式，其框架柱及抗侧力体系内筒的32根密排柱均采用了圆钢管混凝土。钢管混凝土柱有φ1400×30、1400×20、1200×20、1200×16mm 四种截面形式，钢管采用 Q345GJC，混凝土采用C60高强混凝土，柱的实际高度为4.4m。根据国家标准《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）[2]的有关规定，钢管混凝土柱的耐火极限要求达到3h。

2 防护保护层厚度设计

本文结合《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）[3]的相关条文规定，梳理了设计钢管混凝土柱的防护保护层厚度设计验算的步骤和注意事项。

2.1 初始条件和参数

本工程中需要设计的钢管混凝土柱相关参数如表1所示。表中，D和t分别为钢管外径和厚度，H为柱的实际高度，H0为考虑相邻约束条件后柱的计算高度，α为含钢率。

对于表1所示钢管混凝土柱，其相关材料参数如下：

Q345GJC 钢，屈服强度 fv=345MPa，弹性模量 Es=2.06×105N/mm2；C60混凝土，fck=41.5MPaEc=3.6×104N/mm2。

2.2 常温下承载能力计算

表1 钢管混凝土柱的相关几何和物理参数

钢管混凝土柱常温下的极限承载力是计算其火灾下荷载比的基础。对于表1所示的圆钢管混凝土柱，其常温下的极限承载力按《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）[3]中8.1.4条的计算方法进行确定。对表1中钢管混凝土柱常温下的稳定承载力进行了计算，如表1所示，表中λ代表构件长细比，对圆钢管混凝土柱λ=4H0/D。

2.3 火灾荷载水平

火灾是构件在使用期内可能遭受到的偶然和短期作用，且火灾中人群中的主动疏散等，参考国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[4]，火灾荷载标准值可不再考虑各荷载的分项系数。……