(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210894801.1 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 上海市建筑科学研究院有限公司 地址 200032 上海市徐汇区宛平南路75号 一楼 申请人 上海建科 预应力技 术工程有限公司 (72)发明人 陈玲珠　许清风　冷予冰　陈溪　 张富文　曹东升　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 专利代理师 谭强 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) E04B 5/00(2006.01)E04B 1/94(2006.01) (54)发明名称 正交工程竹—混凝土组合楼板防火设计方 法 (57)摘要 本发明公开了一种正交工程竹—混凝土组 合楼板防火设计方法， 其包括： 选取组合楼板的 截面尺寸， 采用γ—法计算组合楼板的刚度和应 力分布， 验算常温下的变形和强度， 确定满足常 温设计要求的截面尺寸； 确定组合楼板的耐火极 限设计要求和火灾下最不利荷载组合效应设计 值； 采用γ—法计算炭化后组合楼板剩余截面的 应力分布， 通过迭代计算得到组合楼板的耐火极 限； 比较组合楼板的耐火极限计算值是否不小于 耐火极限设计值， 若满足， 则确定组合楼板的截 面尺寸； 若不满足， 则增加组合楼板中工程竹的 层板数量； 重复上述步骤直至组合楼板的耐火极 限满足设计要求， 确定组合楼板的截面尺寸。 本 发明形成了一种科学、 准确、 有效的正交工程 竹—混凝 土组合楼板防火 设计方法。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 115270258 A 2022.11.01 CN 115270258 A 1.一种正交工程竹—混凝 土组合楼板防火设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1： 选取组合楼板的截面尺寸， 采用γ—法计算组合楼板的刚度和应力分布， 验算 常温下的变形和强度， 确定满足常温设计要求的截面尺寸； 步骤S2： 确定组合楼板的耐火极限设计要求和火灾下最 不利荷载组合效应设计值； 步骤S3： 采用γ—法计算炭化后组合楼板剩余截面的应力分布， 通过迭代计算得到组 合楼板的耐火极限； 步骤S4： 比较组合楼板的耐火极限计算值是否不小于耐火极限设计值， 若满足， 则确定 组合楼板的截面尺寸； 若不满足， 则增 加组合楼板中工程竹的层板数量， 并跳转至步骤S3 。 2.根据权利要求1所述正交工程竹—混凝土组合楼板防火设计方法， 其特征在于， 采用 γ—法计算组合楼板的刚度和应力分布， 验算常温下的变形和强度具体包括： (a)将混凝土层、 正交工程竹楼板的各顺纹层板由上至下按1～n进行编号； 其中， 混凝 土层的编号 为1， 正交工程竹楼板中顺纹层板的编号 为2～n； (b)计算混凝 土层的组合效应系数： 式中， γ1为混凝土层的组合效应系数， EcAc为混凝土层的轴向刚度， K为混凝土层与正 交工程竹层之间剪力连接的刚度， s为剪力连接布置的间距， l 为楼板的跨度； (c)计算正交工程竹顺纹层的组合效应系数： 式中， γi为第i层顺纹层板的组合效应系数， 中间层板的组合效应系数取1， EiAi为第i 层顺纹层板的轴向刚度， GR为正交工程竹层板的滚剪模量， 为第i层顺纹层板靠中间层板 侧横纹层板的厚度， b为 顺纹层板的宽度； (d)计算各层板形心与总截面形心之间的距离折 算值， 其表达式为： 式中， ai为第i层层板形心与总截面形心之间的距离， yi为第i层层板形心与中间层板的 形心之间的距离， n为层板的总层数， 包括顺纹层板以及混凝土层的总层数， 下标i、 j、 k均为 层板的编号， 其中： i取1时， 对应的层板为混凝土层， i为取值范围内的其他值时， 表示相应 的顺纹层板； (e)计算正交工程竹—混凝 土组合楼板的有效抗弯刚度： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115270258 A 2式中， (EI)ef为组合楼板的有效抗弯刚度， EiIi为第i层层板的抗弯刚度； (f)验算正交工程竹—混凝 土组合楼板的变形： 式中， δ 为组合楼板的变形， [ δ ]为组合楼板的变形限值， M为计算截面的弯 矩； (g)验算正交工程竹—混凝 土组合楼板的强度： 当γiEiai≤0.5Eihi时， 当γiEiai＞0.5Eihi时， 顺纹层板： 横纹层板： 式中， fc、 ft分别为正交工程竹层 板的抗压和抗拉强度， fv、 fvb分别为正 交工程竹层 板的 抗剪强度和滚剪强度， F为剪力连接的极限荷载； V为计算截面的剪力； σit为第i层顺纹层板 顶部位置的正应力， σib为第i层顺纹层板底部位置的正应力， τi为第i层层板的剪应力； m为 相应层板的剪切面上 方顺纹层板以及混凝 土层的总数量。 3.根据权利要求1所述正交工程竹楼板承载力计算方法， 其特征在于， 所述组合楼板的 耐火极限设计要求根据标准的要求确定， 所述火灾下最不利 荷载组合效应设计值应考虑火 灾时结构上 可能同时出现的荷载按偶然组合确定 。 4.根据权利要求1所述正交工程竹楼板承载力计算方法， 其特征在于， 所述步骤S3包 括： (a)假定组合楼板的耐火极限为t， 确定组合楼板炭化后剩余截面： 根据工程竹材的炭化速度、 组合楼板的受火方式确定受火时间为t时刻正交工程竹板 的炭化深度， 然后确定正交工程竹板受火后扣除炭化深度的剩余截面尺寸； 正交工程竹的 炭化深度为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115270258 A 3