CN1575468A - 结构梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种构造耐火结构梁的方法，它包括以下步骤：针对该结构梁的多个物理参数获得多个数值；读取温度信息；进行分析步骤以根据温度信息计算出结构梁的特性；并且根据所述分析步骤产生出一输出。

Description

结构梁

技术领域

本发明涉及一种构造结构梁例如结构钢梁的方法，并且涉及一种由该方法构成的结构梁。本发明尤其但不唯一涉及用于混凝土和钢的复合或非复合结构的装配式钢梁。在该说明书中，虽然我们提到的是“梁”和“结构梁”，但是显然本发明可以用于任意合适的结构件。

背景技术

已知钢的强度在钢温度超过500℃左右时开始下降，并且在大约1000℃左右下降至零。在建筑物火灾超过这些温度时，显然理想的是，由钢制成的结构梁在足够长的时间内例如将该建筑物疏散的时间内保持足够的强度以避免变形。通常，用于结构梁尤其是地板支撑梁的火灾保护时间为30-120分钟。可以通过提高该梁的物理特性即物理尺寸或者通过使该梁绝热来增强该梁的耐火特性，从而在火灾的情况中将会降低该梁的温度升高速度以提高所要求耐火时间。例如已知提供一种合适的耐火包层，它现场围绕着梁构成。但是这实际上需要额外的现场工作，这会延长使建筑物投入使用所需要的时间，并且增加了成本。

还已知的是，将耐火材料施加在梁上，该材料在受热或出现火灾时进行膨胀反应。当受热时，该材料在其组分之间进行相互反应，这使得该材料形成炭，其厚度高达防火材料的原始涂层厚度的50倍。该炭具有绝热性能，因此降低了在涂有它的钢元件中的温度上升速度。因此，可以给结构梁提供所要求的耐火数值，而不必提高该梁的物理尺寸。

通常，通过喷涂将膨胀防火材料作为涂层涂覆在结构梁上。所得到的涂层其厚度通常为250至2200微米，必要时可以更厚。喷涂可以现场或在现场之外施加。在现场之外涂覆涂层的优点在于，将完工的结构梁提供给建筑工地，这降低了在工地上所需要的工作，因此缩短了建筑工期并且降低了成本。

一般来说，当确定所需要的防火材料厚度时，工程师将查阅适当的参考书例如由Association of Specialist Fire Protection and theSteel Construction Institute出版的“Fire Protectioin forStructural Steel in Buildings”。这将根据梁的断面系数即(其由其面积除以其周长距离)以及所需要的耐火时间建议了涂覆给梁的膨胀涂层的适当厚度。

在该方法中的困难在于，它没有完全考虑设有孔的格型梁或其它结构梁，并且它没有考虑这些参数例如单位间隔或腹板长细比。

发明概述

本发明的一个目的在于减轻或克服上述问题中的一个或多个。

根据本发明的第一方面，我们提供一种构造一种耐火结构梁的方法，该方法包括：针对该结构梁的多个物理参数获得多个数值；读取温度信息；进行分析步骤以根据温度信息计算出结构梁的特性；并且根据所述分析步骤产生出一输出。

温度信息可以包括从对结构梁进行加热中所获得的经验信息。

温度信息可以包括在多个位置处的多个温度，并且通过在两个或多个位置处插入(interpolating)这些温度来计算出用于设在所述位置的两个或多个之间的位置的温度信息。

分析步骤可以包括在沿着结构梁的多个间隔位置处进行计算。

间隔位置可以包括穿过结构梁的断面。

这些间隔位置可以沿着所述结构梁的长度是相等的。

该结构梁可以包括一个或多个孔，并且获得用于结构梁的多个物理参数的多个数值的步骤包括获取孔信息，它包括所述孔或每个孔的位置和尺寸。

读取温度信息的步骤可以包括读取与孔信息一致的修正系数信息并且根据该修正系数信息来修正温度信息。

修正系数信息可以包括在多个位置处的多个系数，并且根据修正系数信息来修正温度信息的步骤包括将温度信息乘以修正系数信息。

这多个系数可以在1.05至1.5的范围内。

温度信息可以包括从对包括普通梁在内的结构梁进行加热中获得经验数据，并且其中修正系数信息包括从对设有一个或多个孔的结构梁进行加热中获取的经验信息。

分析步骤还可以包括在孔附近进行附加计算。

这些附加计算可以包括计算结构梁的抗剪强度、结构梁的抗弯强度、Vierendeel抗弯强度、腹板屈曲中一个或多个。

该方法包括计算膨胀涂层的所要求厚度的步骤，以避免结构梁在选定时间即耐火时间内破坏。

该方法包括确定结构梁的破坏模式并且计算避免破坏模式所需要的膨胀涂层的厚度的步骤。

该方法可以包括确定出现所述破坏模式的位置并且计算出在那个位置处的所要求厚度的步骤。

该方法可以包括对普通梁进行所述额外步骤然后根据所要求的厚度进行附加计算的步骤。

输出步骤还包括将所述一个或多个性能的一个或多个数值与预定的标准进行比较并且因此产生出一输出。

该方法可以包括在冷状态中对结构梁进行所述分析步骤的步骤。

该方法可以包括根据所述输出修正用于结构梁的多个物理参数的数值并且根据所修正的数值进行该方法的步骤。

根据本发明的第二方面，我们提供用于进行根据前面权利要求中任一项所述的方法的计算机程序。

根据本发明的第三方面，我们提供一种由根据本发明第一方面的方法设计的计算机程序。

因此，根据本发明提供一种装配式钢梁，该梁可以用于具有金属平楼盖的复合钢结构，它包括上下凸缘和由钢板形成的腹板。施加具有根据该梁的各个部件的至少一个的破坏机理计算出的厚度的膨胀材料涂层。对这些破坏机理的理解的推导由着火试验支持。

附图的简要说明

现在将只参照以下附图以实施例的方式对本发明进行说明，其中：

图1为穿过已知类型的热轧梁的断面；

图2为穿过装配式结构梁的断面；

图3为图2的结构梁的侧视图；

图4为一流程图，显示出实施本发明的方法；

图5a为构造梁的方法的第一阶段的流程图；

图5b为构造梁的方法的第二阶段的流程图；

图5c为构造梁的方法的第三阶段的流程图；

图6显示出梁的测试布置；

图7为一曲线图，显示出所测试梁的变形；

图8为在所测试梁中剪切破坏的照片；

图9为所测试梁的变形的照片；

图10为所测试梁的弯曲破坏的照片；

图11为梁横断面分成各个单元的划分；

图12显示出Vierendeel弯曲模型；

图13为一曲线图，显示出设有膨胀涂层的结构梁的钢温度上升；

图14为一曲线图，显示出膨胀涂层的有效导热率和钢温度的变化；

图15为一曲线图，显示出在第一梁试验中所测量的温度和预测温度之间的比较；

图16为一曲线图，显示出在第二梁试验中所测量的温度和预测温度之间的比较；并且

图17为一曲线图，显示出在第三梁试验中所测量的温度和预测温度之间的比较。

优选实施方案的详细说明

现在参照图1，热轧结构梁大体上由10表示，它包括由腹板13连接的一上凸缘11和一下凸缘12。梁10按照普通的方式支撑着在图14处所示的混凝土楼板。下凸缘的宽度由B_f表示，下凸缘厚度由T_f表示，腹板厚度由t_w表示，腹板高度由d表示，并且上下凸缘的内部宽度由b_f表示。一般来说，对于热轧梁而言，根据整个梁的断面系数来计算出所要求的防火涂层的厚度，断面系数为受热圆周与梁的整个横截面面积的比例。对于在图1中所示的梁，如此计算出：

$\frac{H_p}{A}=\frac{{4T}_f+4b_f+2d+{2B}_f}{t_{w}d+2B_f{T}_f}$

其中梁具有较小的断面系数，由于结构梁自身包含有足够材料以承受相对长时间的加热，所以通常需要低涂层厚度，而低断面系数表示该梁在暴露于热源时升温相对较快并且因此破坏更加迅速，从而需要更厚的涂层厚度。

如前面所述一样，计算所要求的膨胀涂层厚度的这个方法不适用于设有孔的梁，并且也不适用于装配式梁，该装配式梁在提供具有不同尺寸的上下孔和腹板的梁中提供很大灵活性。如图2和3所示，装配式梁显示出包括一上凸缘21、一下凸缘22和其中设有多个孔24的腹板23。结构梁20支撑着地板25。结构梁20还设有由适当膨胀材料形成的涂层26。这种结构梁20通常被称为装配式梁或梁。

一般来说，在结构梁设有孔24的情况中，工程师所采用的一般做法是，可以从由普通梁所要求的例如在图1中所示的中计算出膨胀涂层26，并且厚度增加20％。但是，我们已经意外发现，涂层的这个厚度对于提供所要求的防火而言不够，因为装配式梁(普通梁和设有孔的梁)的试验显示出出现包括弯曲和剪切弯曲的破坏模式。具体地说，腹板支柱尤为重要，并且破坏模式受到模板细长比和单元间隔很大影响。因此构造本发明结构的方法使用来自梁的着火试验的经验温度信息来找出受热梁的温度分布并且根据温度信息对结构梁的一个或多个性能进行分析。

该方法还可以在分析中使用标准代码例如BS 5950 Part8或相应的Eurocode。

下面参照图4对该方法进行说明。在步骤30处，获得梁参数例如包括任意孔的尺寸和位置的梁的物理尺寸以及所需要的耐火时间。这些梁参数由设计者输入或者可以从梁设计程序或以其它方式获得。耐火时间是梁在期间不会破坏的时间，并且通常为30分钟、60分钟、90分钟或120分钟中的一个。

在步骤31处，读取用于具有在图30中获得相同尺寸和材料的普通梁(没有孔的梁)的温度信息。在如下面详细说明的着火试验中通过将热电偶设置在具有普通和/或格型腹板的梁上的不同位置处来获得温度数据，因此该温度信息包括在给定时间过去例如30分钟之后在多个位置处的多个温度。因为该温度信息对于在普通梁上的特定点分布而言将用来使得在31处能够计算出这些位置之间的这些点处的梁的特性，必要时对在这些位置之间的点和相关温度进行插入以在需要时计算出在梁上的温度分布。优选的是，已经发现插入可以是简单的线性插入，这在计算上简单并且因此可以迅速进行。在优选的实施方式中，温度信息包括通过进行线性插入步骤从经验数据中得到的温度信息。因此，在进行该方法中，可以无需进一步的插入来使用温度信息。

在当前实施例中，对于每个梁尺寸，提供在30分钟、60分钟、90分钟和120分钟处的温度信息组，并且根据所选的耐火时间来读取适当的组。

在步骤32处，进行分析以计算出在一个或多个位置并且在每个位置处在从步骤31读出的温度下的梁的特性，梁的特性可以包括这些检测，例如垂直剪切检测、垂直剪切和弯矩的相互作用、横向或扭转弯曲的检测、在正常条件并且在其建筑位置中的混凝土纵向剪切检查、垂直剪切和弯矩的相互作用以及横向扭转弯曲。这些计算通常可以是用于处于“冷”状态即未受热状态中的结构梁的那些计算，但是对于钢强度在升高温度下采用合适的数值。在我们的在先国际专利申请No.PCT/GB00/01324中给出了这些计算，其内容在这里被引用作为参考。要了解的是，必要时对其它特性进行任意其它分析或计算。如在我们的在先申请中所述一样，优选的是，可以在沿着梁的多个纵向间隔开的位置处进行分析，尤其是每个位置包括穿过梁优选与纵向轴线垂直的断面。确定出具有最差物理性能的结构梁的位置或断面，即梁的可能破坏模式，并且在步骤33处，计算出保护该梁的那个断面所需要的膨胀材料的厚度，从而使该梁的那个断面其温度升高至其破坏状态所需的时间延迟了在步骤30处输入的耐火时间。从所要求的炭厚度，可以计算出涂覆在该梁上的膨胀材料厚度，该厚度在下面将被称为所要求的涂层厚度。

在步骤34处，在梁22设有孔24的情况下，必须进一步检测在这些孔附近的梁。在步骤34处，读取在梁的孔周围和附近的位置的修正系数信息。在当前实施例中，为不同类型孔例如为具有圆形、矩形或“obround”形状的孔以及不同单元间距提供修正系数信息组。存储用于在该孔周围和附近的位置的修正系数。因此从与孔相关的适当组中读取修正系数信息。从如下所述的着火试验中已经发现，在结构梁中的孔周围的温度高于具有相同尺寸的普通梁的类似位置中的温度，这好像是因为能够被加热并且用来从受热区域中散热的钢量较少，并且还可能因为梁的周边面积更大，但是当然也可能有其它因素。因此，该修正系数信息包括与多个位置相关的多个修正系数。如在步骤31中一样，必要时可以在位置之间进行线性或其它插入以为在梁上的所要求位置提供修正系数，但是在优选的实施方式中，当从经验数据中建立修正系数信息时进行插入，从而不需要进行任何进一步的插入。这些修正系数为无单位数字，并且主要是根据经验通过测量在设有孔的梁和普通梁上的相应位置处的温度并且计算出这些温度的比例来获得。在本发明中，已经发现，这些修正系数通常为1.05至1.5。要理解的是，在温度方面的这个相对增加意味着在梁中的孔的存在会使得梁比一般所预料的脆弱的多。在步骤35处，因此将温度信息乘以修正系数信息。

在步骤36处，根据由修正系数引起的升高温度数值来在这些孔附近对梁的一个或多个性能进行分析。如下面所详细描述的一样，该分析可以包括计算在开口处的梁的剪切强度和在孔周围的Vierendeel强度等参数。在步骤37处，根据分析步骤36产生出输出。例如，该输出可以产生出用于在每个位置处的性能的单位系数，其中该单位系数为从对性能数值与预定基准值极性比较得出的无单位数字，并且其中小于1的数值表示用于该梁的那个位置的性能的数值是可以接受的，并且其中大于等于1的数值表示在那个位置处的性能数值是不可接受的。通过这样产生并且输出单位系数，因此设计者容易确定其性能不可接受的梁的断面或位置，并且按照要求调节梁的参数和/或膨胀材料的厚度。图4的方法可以重复进行以提供具有理想的物理参数和耐火时间的梁。

优选的是，在步骤37处，该方法可以包括产生出成本系数或成本指标的步骤。这可以利用对于所要求的钢量和制造步骤相关的成本关系从梁的物理尺寸中计算出，并且也可以结合涂覆膨胀涂层26的成本的指示。例如，可以限制单次涂覆的膨胀材料26涂层的最大厚度，并且稍微提高梁的物理尺寸比进行两次或多次喷涂步骤以构建所要求厚度的涂层26更节约成本。这有助于避免不经济的设计，例如具有过厚的膨胀涂层26的相对较薄的结构梁。

根据本发明的方法因此允许根据来自经测试的梁的经验数据考虑腹板支柱的性能来获得对梁的适当设计。

优选的是，图4的方法可以单独地处理梁20的凸缘21、22和腹板20。也就是说，考虑到每个单元的破坏机理，假设不同炭厚度和用于每个部件的膨胀涂层的不同厚度来对梁的每个部分或“单元”计算出温度升高。在26处用于膨胀涂层的厚度的确定系数可以是下面的其中一个：

1.三个涂层厚度。向每个单独单元涂覆适当的厚度以防止容易导致那个单元的结构破坏(在所要求的耐火时间内)的机理或者

2.单个涂层厚度。通过涂覆单个单元所需要的最高涂层厚度以防止所有三个单元破坏(在所要求的耐火时间内)或者

3.两个涂层厚度，通过涂覆所需要的涂层厚度以防止容易导致两个凸缘中的最差情况凸缘(在所需要的耐火时间内)出现结构破坏的机理。然后涂覆腹板所需要的不同涂层厚度以防止容易导致结构破坏的机理(在所需要的耐火时间内)。

本发明可以在腹板中的服务孔中和周围结合加强元件以防止或延迟某些类型的不利破坏机理例如Virendeel弯曲或灾难性剪切。这些加强件可以为水平或垂直板加强件，通常焊接在孔周围的适当位置中。在一些情况中，设在梁的腹板中的圆形孔可能需要在着火状态中强化。在这种极端情况中，圆形中空断面(CHS)的短长度可以提供适当外径和壁厚的加强。CHS应该设置在孔内并且外径应该足以与孔紧密配合以使得孔部分能够焊接在适当位置中。或者，圆形加强件可以由轧制成形的板形成。

优选的是，可以将例如在图4中所示的实施方案的这个方法结合在在我们前面申请中所述的设计梁的总体方法中。在前面的申请中，在考虑所有负载等的冷状态中设计结构梁，然后在温度信息中所找到的更高温度下通过在相同的位置处进行相同的计算来实现结构梁的耐火性。

现在参照图5a至5c，以流程图的形式显示出根据本发明的方法的各个步骤。该方法可以分成三个阶段，首先为在图5a中所示的输入阶段、然后为在图5b中所示的分析阶段其次为在图5c中所示的输出阶段。在当前的实施例中，将该方法设计成由计算机程序和设计者来进行。

在该方法的输入阶段中，输入梁的相关参数和梁的负载和用途。在步骤1.1中，从预限定的梁类型数据库中选择梁类型或者可以由设计者提供定制的梁类型。

在步骤1.2至1.5中，提供在梁尺寸和负载方面的数据。在步骤1.2中，指定该梁为地板或天花板梁，不论该梁是内梁或是边梁，指定由该梁跨过的距离和至在每一侧上的相邻梁的距离。然后提供由该梁支撑的地板的形状。还有，该形状可以从预限定的形状数据库中选择或者可以提供优选形状的参数。然后输入地板平面，包括该地板的取向，副梁的位置和数量以及梁约束件。然后输入由该梁支撑的混凝土板的细节，包括该板的深度、该板的部件的类型和等级以及设在该板中的钢筋网的类型和等级。

在步骤1.6和1.7处，输入由该建筑物所承受的负载的细节，包括所施加的服务和风负载、任意局部安全系数以及该结构的固有频率和偏斜的限制条件。

在步骤1.7中，输入除了由地板平面施加的那些之外的任意负载和负载内容，集中荷载和均匀分布荷载。通过显示出标准开间的结构来确认该输入。

如果采用了剪力连接器的话，则在步骤1.8中输入数量和间距。

在步骤1.9、1.10和1.11中，提供该梁的参数，尤其是顶部和底部凸缘的尺寸、腹板的深度和厚度以及在该梁的任意修正位置的细节，以及在腹板中的任意孔的间距和尺寸以及任意梁加强件的设置。

在步骤1.12处，输入所需要的耐火时间，该耐火时间从30分钟、60分钟、90分钟或120分钟和对应用的着火极限的局部安全系数中选择。

输入阶段因此使得设计者能够提供梁形状、腹板开口、腹板加强件、在修正位置之间的梁几何形状以及所要求的其它参数。这些参数可以选自预定形状或参数的数据库，或者在用计算机程序实施该方法的情况下可以由所述程序来确定。

可以设想的是，在用计算机程序或其它方式来实施该方法的情况下，可以提供适当的图形显示装置来确定所输入的这些参数。

一旦已经提供了用于这些参数的理想数值，则可以进行分析阶段。

现在参照图5b，分析阶段询问进一步的信息，例如该梁是否为组合式的，它是否受到支撑，以及钢号。然后在图3中的步骤2.2、2.3和2.4中对三个计算条件进行检测。

步骤2.2为所谓的“正常条件”，其中在完工的建筑物中现场对该梁的性能进行检测，即在已经完成了形成一部分梁的结构时。在多个分散位置中的每一个(在当前实施方案中为51个沿着梁长度设置的贯穿该梁的分散端面)针对多个性能进行最终极限条件计算。这些断面可以彼此等距离间隔，或者必要时以其它方式间隔开。在步骤2.2中，首先计算出所施加的载荷，然后计算出四个主要性能：

1)在梁上的垂直剪切力和弯距；

2)弯距和垂直切力的相互作用；

3)该梁的横向扭曲；以及

4)混凝土纵向抗剪力。

可以计算出的其它性能包括任意必要的横向钢筋和焊缝厚度。

将所计算出的数值与预定的基准值和针对具有那个性能的最小可接受计算值的分散断面所计算出的单位数值进行比较。

用于给定性能的单位数值为一无单位数值，它表示用于给定性能计算出的数值是否符合预定的标准。如果该单位数值大于1，则这表示破坏模式，即所计算出的数值不能满足预定的标准。数值1表明该性能的数值正好满足预定的标准，而小于1的数值表明该性能的数值足以满足该标准。实际上，设计的优化需要每个单位数值小于但是接近1。可以通过计算出在该单元中计算数值与实际力的比值来计算出该单位数值。

在该梁包括具有不同锥形的相邻断面的情况中，计算出与腹板和凸缘在这两个部分之间的连接部分处或附近的稳定性相关的性能。这些性能包括：

1)最大修正角度，即在这两个断面之间的锥角的最大差；

2)腹板抗弯阻力；以及

3)腹板承压强度。

对于腹板抗弯阻力和腹板承压强度而言，将所计算的数值与预定的基准值和针对具有那个性能的最小可接受计算值的分离断面所计算出的单位数值进行比较。

在腹板设有一个或多个孔的情况中，在当前实施例中在孔周围的多个位置处进行进一步的计算。

采用这些计算的结果，计算出用于以下每一个性能中的单位数值，每个表示一种破坏模式：

1)垂直切力的修正计算；

2)垂直切力和弯距的相互作用；

3)Vierendeel性能；

4)腹板屈曲性能；以及

5)腹板支柱水平切力。

在分析阶段的下一个步骤2.3中，对于当处于现场时但是当没有例如从地板施加任何载荷时的状态检测出该梁的所谓“建筑状态”性能。检测以下性能：

1)在没有混凝土板的情况下弯距性能和垂直切力性能的相互作用；以及

2)该梁的横向扭曲。

在腹板中设有孔的情况下，如在上面步骤2.2中一样针对贯穿这个或每个孔的中心线的断面计算出以下性能：

1)垂直切力的修正计算；

2)垂直切力和弯距的相互作用；

3)Vierendeel性能；

4)腹板屈曲性能；以及

5)腹板支柱水平切力。

还有，将针对每个性能计算出的数值与预定的基准值和针对具有那个性能的最小可接受计算值的分离断面所计算出的单位数值进行比较。

在分析阶段的步骤2.4中，对于“使用能力状态”，计算出以下性能：

1)混凝土压应力；

2)钢拉伸应力；

3)钢压应力；以及

4)梁振动的固有频率。

对于这些性能中的每一个，如在上面的步骤2.2和2.3中一样计算出单位数值。

在使用能力状态中，还在梁的弯曲方面进行检测。该弯曲检测可以包括在建筑状态中梁在受到支撑或未受支撑时的自重弯曲。在正常条件中，可以根据组合的梁性能计算出由于所施加的载荷和叠加的恒载而导致的弯曲，并且进行总弯曲检测。在当前实施例中的弯曲检测不会产生单位数值，但是相反与由设计者提供的预定基准值例如该梁的最大许可总弯曲进行比较。在当前实施例中，弯曲检测是可选的，并且设计者可以选择或省去任一个或所有。

在步骤2.4A处，如前面所述一样采用在步骤1.1至1.11中输入的梁参数以及所产生出的输出进行耐火试验。

在显示步骤2.5处，显示出每个性能，包括耐火试验2.4A的结果，与“基准值”一起的用于具有那个性能的最小许可计算值的分离部分的相应单位数值(通常为最大数值)，后者与相应基准值进行比较的其它指示或者必要时用于那个性能的计算值。

如果在步骤2.6处这些基准值是可接受的话，则设计者前进至该方法的阶段3。在单位数值如在步骤2.7中一样超过1的情况下，用于在相关部分中的那个性能的数值为“临界值”，因此容易导致梁破坏。这样显示出的信息引起了设计者对梁存在缺陷的位置的注意。然后设计者可以修正这些参数的数值(步骤2.7A)并且在输入步骤1.10处提供所修正的参数。为了修正梁的耐火性，设计者可以修正梁的尺寸，或者修正涂层厚度或者修正结构梁的一部分的尺寸，或者加入加强件或者任意这些措施的组合。

然后设计者回到输入阶段以因此修正梁细节。

但是，当单位系数明显低于1时(步骤2.8)，这表明梁对于所预期的载荷而言设计保守。为了减轻梁重、成本等，最好朝着1提高该单位系数同时保持低于1，因此优化了该设计。因此显示出的信息使得设计者能够迅速确定可以优化该设计的梁的那些断面并且因此修正这些梁参数(步骤2.8A)。在步骤1.10处输入所修正的梁参数数值。

修正这些梁参数并且观看这些计算出的单位系数的过程可以重复进行直到，在步骤2.6处临界系数可以接受，即单位系数都低于1但是与之充分接近，以便充分优化该设计，并且该方法前进至输出阶段。

在输出阶段处，如图5c中所示，例如通过存入到数据文件中或按照所要求的任意其它格式在步骤3.1处输出这些细节。当输出这些梁参数时，这些参数可以作为以例如标准格式的打印文件提供，或者可以作为例如在计算机磁盘上以适当格式的计算机数据文件提供，或者显示在屏幕上，或者以任意所要求的形式。可以设想到，这种数据文件例如可以通过电子邮件发送给客户和/或发送给梁构造者。在步骤3.3处，然后对于设计所需要的所有梁重复该过程。最后，在步骤3.3处，当对于所有所要求的梁的参数都被固定时，在该阶段处提供者可以接触这些梁的该设计、供应和构造成本的细节，或者可以因此选择并且标识出从预定梁类型的数据库中的最接近配合。

当得出适当的最终设计时，可以根据该设计、所准备的构造图纸或者实际上根据该设计构造结构梁所要控制的制造设备来针对结构梁计算成本。这种制造设备例如可以包括用来切割金属板以提供具有所要求形状的腹板部分和/或凸缘部分的切割装置，并且还可以进步在腹板部分中切割出孔。制造设备还可以或可选地包括用来将腹板部分和凸缘部分连接以形成一梁的焊接装置。在我们的共同未决申请No.GB9926197.6中披露了这种设备。当然，可以按照要求使用任意适当的制造设备。在采用计算机程序来实施该方法时，计算机可以设置作为构成所述制造设备的一部分制造装置。

假设梁的一些或所有参数不必由设计者提供，则在作为部分程序的数据库中设置多个标准梁参数因此进一步加速设计过程。

温度信息和修正系数信息优选存储作为计算机可读文件，从而在通过计算机程序来实施该方法的情况下，计算机能够读取所需要的温度信息和修正系数信息，并且因此进行分析，而不用设计者作进一步的发明。

按照要求可以使用任意适当的膨胀材料。一般来说，膨胀涂层材料其涂覆厚度为0.2mm至2.2mm。但是根据所采用的应用过程和所采用的特定膨胀涂层材料的特性来采用任意适当的材料和厚度。

确定梁的耐火性

通过对在正常条件中所使用的钢梁进行变型来确定装配式钢梁的耐火性。因此该过程通常遵循逐步式方法。主要差别在于，所采用的材料特性为适用于高温的那些材料特性。适用于着火极限状态的针对材料强度和载荷的降低局部系数从BS5950-8中获取。

横截面部分的温度取决于所提供的防火量和所要求的耐火性。在该实施例中，必须用由W和J Leigh研制的特殊膨胀涂层“Firetex FB120”来保护这些梁。

在Warrington Fire Research Center(WFRC)处在所保护的组合梁上进行三个加载耐火性试验，并且在WFRC和Bolton处的W和J Leigh的试验炉处已经对许多未加载短截面进行了测试。基于这些试验，已经研制出用“Firetex FB 120”保护的钢断面性能的数学模型。采用该模型，可以得出在任意断面上的温度分布。从该温度分布可以计算出开口的降低的剪切力、整体弯曲和Vierendeel弯曲强度。

热学模型的一个重要特征是能够使得Fbeam软件的用户能够优化梁的设计从而可以在一个涂层中施加保护厚度。在一个涂层中可以施加的最大厚度大约为1.5mm。如果必需的厚度大于这个最大厚度，则该软件将警告用户，从而用户可以修正梁设计，例如增加腹板的厚度。大于1.5mm的厚度通常必须以两个涂层施加，从而导致装配式钢结构的成本明显增加。

在部分2中描述了用来得出对局部和整体作用的阻力的结构模型，并且在部分3中描述了热学模型的开发。这些建议仅用于组合梁，并且不适用于非组合或楔形梁。

1着火试验程序

该试验程序的目的在于观察具有腹板开口的组合装配式梁在着火时的性能，并且建立必需的防火厚度以实现120分钟耐火性。该试验程序由在WFRC处进行的三个防火加载梁着火试验构成，并且补充有在WFRC处和在W和J Leigh自己的炉子中与加载梁并排地进行试验的许多未加载防火短梁。

在首先两次试验中，膨胀涂层的涂覆厚度稍微大于1.5mm，这通常可以在一次涂覆中施加。但是，在第三次试验中的保护厚度非常接近1.5mm。

现在对这些试验的主要细节进行如下概述：

1.1梁试验1

在图6中显示出在具有圆形开口的装配式钢梁上进行的试验的总体布置。该梁的细节为：

钢梁的深度            400mm

顶部凸缘              200mm×15mm

底部凸缘              200mm×35mm

腹板厚度              12mm

钢号                  S275

复合板                1200mm宽×120mm深

                      30号混凝土

                      51mm深的Holorib钢盖板

                      A193网形钢筋

剪力连接器            2个19mm直径双头螺栓@150中心孔

在四分之一位置处在腹板的中心上的开口    2×240mm直径

防火             1.84mmFB120(平均厚度)

向该梁施加四个120kN的相等点载荷。在这个加载条件下，用于正常设计的临界结构条件在开口的区域中而不是梁的整体弯曲，这通常是控制条件。

                图6梁试验1的总体布置

该梁在117分钟之后由于大约为跨距/30的过度变形而破坏。在图7中显示出在所有三个试验中记录下的变形。如图8所示，当在其中一个开口处出现剪切破坏时该弯曲迅速加大。

图7所有试验中的梁的中心变形

图8梁试验1的剪切破坏

在破坏时，平均底部凸缘温度为700℃，而远离该开口的腹板温度为715℃。离开口边缘20mm的腹板的温度为875℃。

1.2梁试验2

该试验的总体布置类似于梁试验1，除了两个开口为矩形，而一个开口具有两个顶部和底部加强件。该梁的细节为：

钢梁的深度        400mm

顶部凸缘          200mm×20mm

底部凸缘          200mm×45mm

腹板厚度          15mm

钢号              S275

组合板            1200mm宽×120mm深

                  30号混凝土

                  51mm深的Holorib钢盖板

                  A193网形钢筋

剪力连接器        2个19mm直径双头螺栓@150中心孔

在四分之一位置处在腹板的中心上的开口   350mm长×200mm高

未加强的450mm长×175mm高，在其两个侧面用50×6钢板加强

防火          2.01mmFB120(平均厚度)

为了确保实现120分钟耐火性，将在每个位置处施加的载荷降低至110KN。在这个加载条件下，对于正常(冷)设计的临界结构条件还是在开口的区域中。矩形开口由于剪切力的传递而预期可以在Vierendeel(局部)弯曲中破坏。

该梁在135分钟之后由于过度变形而破坏(图7)。在破坏时，两个开口开始显示出Vierendeel弯曲破坏的信号(图9)。

图9梁试验2中加强开口区域内的变形

在破坏时，平均底部凸缘温度为730℃，而远离该开口的腹板的温度为780℃。离开口边缘20mm的腹板的温度为900℃。

1.3梁试验3

该试验非常类似于梁试验1，除了两个圆形开口稍大并且装配有环形加强件。该开口的净内径与在第一试验中相同。该梁的细节为：

钢梁的深度         400mm

顶部凸缘           200mm×15mm

底部凸缘           200mm×35mm

腹板厚度           12mm

钢号               S275

组合板             1200mm宽×120mm深

                   30号混凝土

                   51mm深的Holorib钢盖板

                   A193网形钢筋

剪力连接器         2个19mm直径双头螺栓@150中心孔

在四分之一位置处在腹板的中心上的开口2×240mm直径，并且具有？？？×？mm的环形加强件

防火              1.52mmFB120(平均厚度)

防火厚度降低至1.52mm，并且点载荷降低至100kN以确保可以实现120分钟耐火性。在这个加载条件下，对于正常(冷)设计的临界结构条件还是在开口区域中。

该梁在121分钟之后由于过度变形而破坏。但是，在该试验中看起来在开口处没有任何局部变形，并且破坏为整体梁弯曲(图10)。

图10梁试验3中的整体弯曲破坏

在破坏时，平均底部凸缘温度为733℃，而远离该开口的腹板的温度为785℃。环形加强件具有降低在开口附近记录的温度的效果。

1.4未加载试验

在未加载短断面上进行的13次试验中和在三次加载梁试验中收集在保护材料性能方面的数据。在表1中给出了对于所有这些试验的断面尺寸和保护厚度。

在除了一个之外的所有试验中，膨胀涂层按照可预测的方式工作高达并且超过120分钟。在试验T1A中，该试验具有大约为0.6mm的最薄涂层，钢温度在85分钟之后迅速上升，从而表明该涂层已经脱落(粘着性破坏)。

表1所有受保护断面的细节概括

Ref    开口             钢厚度(mm)                  保护厚度(mm)

                 底部凸缘  腹板      顶部凸缘  底部凸缘  腹板    顶部凸缘

在W和J Leigh处的试验

4410    None       45      15        20        1.17      1.27    1.27

4412    None       35      12        15        1.57      1.34    1.34

4429    Circular   35      12        15        1.56      1.73    1.73

4430    Rect(s)    45      15        20        1.42      1.48    1.48

4432    Rect       35      12        15        1.45      1.41    1.41

4433    Rect(s)    35      12        15        1.56      1.44    1.44

4447    None       35      12        15        1.15      1.05    1.05

4449    Rect       35      12        15        1.14      1.09    1.09

4482    None       35      12        15        1.20      1.09    1.09

在Warrington Fire Research Centre处的试验

T1      2Circular  35      12        15        1.76      1.78    1.7

T1A     Nono       45      15        20        0.59      0.61    0.54

T2      2Rect(s)   45      15        20        1.59      1.83    1.65

T2A     None       15      10        15        1.82      1.5     1.7

T3      2Circ(s)   35      12        15        1.48      1.49    1.49

T3A     None       15      10        15        1.48      1.52    1.52

T3B     None       25      10        15        1.49      1.52    1.52

注意：

圆形指的是直径为240mm的圆形开口

Rect表示矩形开口

T1，2，3表示加载梁试验

T1 A etc指的是未加载短梁端面

(s)指的是加强开口

2结构模型

按照与正常设计所遵循的类似方式逐步表示设计原则。这些原则由SCI开发出，并且遵照BS5950-8和EC4-1-2原则。

2.1普通梁的弯曲阻力

采用塑性弯曲理论来计算出梁的弯曲阻力。

可以通过均衡在混凝土和钢构件中的压力和拉伸力来确定出组合梁的塑性中心轴线，从而

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{p}_{y,\mathrm{\θ},i}^{+i-}+\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\·A_i{f}_{c,\mathrm{\θ},1,}=0$

其中：

A_i为构件i的面积

P_y，θ，1为钢构件i的有效屈服强度，

f_c，θ，1为在温度θ下混凝土构件i的设计强度。在混凝土中的拉伸忽略不计。

可以通过得到每个构件绕着塑性中心轴线的弯距来如下确定出组合梁的设计阻力力矩M_fi，t，Rd：

$M_{\mathrm{fi},t,\mathrm{Rd}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{z}_i{p}_{y,\mathrm{\θ},i}+\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{z}_i{f}_{c,\mathrm{\θ},i}$

其中：

z_i为构件i到塑性中心轴线所测量出的距离。

按照与正常设计所采用的类似的方式来考虑局部剪力连接。在着火情况中，剪力连接器的阻力基于等于顶部凸缘温度的80％的温度。通过从支撑件到所考虑点的剪力连接器的阻力来限制在混凝土的压力。

7.2.2普通梁的抗剪力

在火灾中，整个抗剪力由从混凝土板、顶部凸缘和腹板的贡献来构成。底部凸缘对抗剪力的贡献通常非常小并且被忽略。

$V_{\mathrm{trvertall}}=V_{\mathrm{tlab}}+{\stackrel{\·}{V}}_{\mathrm{topflange}}+V_{\mathrm{web}}$

板贡献

混凝土的实心部分(在钢盖板的上方)的抗剪力被认为作用在3d_s的有效宽度上，其中d_s为板深度，并且由下式给出：

$V_{\mathrm{stob}}=3v_c{k}_c\×d_s{s}_{\mathrm{top}}\×\left(\frac{1.5}{1.3}\right)$

其中：

v_c在正常条件中的稍微加强板的剪切强度

K_c混凝土强度降低系数(参见下面)

d_s混凝土板的深度

d_top在钢盖板上方的混凝土的深度

1.5∶1.3的比值来自在正常和火灾情况中的混凝土强度的不同局部系数。

混凝土的强度降低系数k_c假设如下随着耐火时间变化：

表2有效混凝土强度降低系数

耐火性(分钟)          混凝土的有效强度降低系数K_c

30                              1.0

60                              0.9

90                              0.8

120                             0.7

顶部凸缘贡献：

顶部凸缘的抗剪力基于腹板厚度和焊缝长度(假设为16mm)，并且由下式给出：

$V_{\mathrm{topflange}}=0.6p_{y,\mathrm{\θ}}{t}_{f_t}(16+t_w)$

其中：

t_f为顶部凸缘的厚度

t_w为腹板厚度

P_y，θ为在凸缘温度θ_f处的钢的降低强度

腹板贡献：

腹板的抗剪力由下式给出：

                V_web＝0.6×A_vP_y，θ

其中：

A_v为腹板的受剪面积

P_y，θ为在腹板温度θw处的钢的降低强度

对于腹板-凸缘断面的弯曲检测而言的有效腹板厚度在存在高剪切力的情况下应该得到降低，如下：

$t_{\mathrm{eff}}=t_w[1-{(\frac{2v_{0,\mathrm{fire}}}{v_{\mathrm{tato}1}}-1)}^2]\mathrm{for}\frac{v_{0,\mathrm{fire}}}{v_{\mathrm{tato}1}}\≥0.5$

其中：

t_eff为有效腹板厚度

t_w为实际腹板厚度

V_total为该断面的总体抗剪力。

对于低剪力区域，t_eff＝t。

2.3具有开口的梁的抗剪力

在开口处，腹板的总体抗剪力有两个部分。

腹板贡献：

对于未加强腹板，抗剪力由下式给出：

V_W＝0.6×(A_v1P_y，θ，1+A_v2P_y，θ，2)

其中：

A_v1为上腹板的受剪面积

A_v2为下腹板的受剪面积

P_y，θ，1为上腹板在温度θ₁下的有效屈服强度

P_y，θ，2为下腹板在温度θ₂下的有效屈服强度

2.4抗弯强度

采用如在部分2.1中所述的塑性弯曲理论来计算出在开口处的横截面的抗弯强度。把腹板厚度作为t_eff，并且包括任意适当焊接的水平加强件。该断面分成9个单元(图11)，并且该计算考虑了每个单元的温度和强度。在钢盖板的高度处的任何混凝土被忽略。

图11断面分成几个单元

2.5Vierendeel弯曲

开口的Vierendeel抗弯强度由采用teff在该开口的拐角处的4个抗弯强度的总和给出。在该断面的顶部处，这些强度中的一个包括来自复合板的贡献。所有其它3个强度归功于钢Tee断面。因此总Vierendeel抗弯强度如下：

M_v＝M_vc，θ+M_l，θ+2×N_b，θ

利用这些与温度相关的材料强度采用在部分7.2.1中给出的方法计算出这些抗弯强度。

通过剪切和拉伸力的存在来降低下腹板-凸缘部分(M_b，θ)的Vierendeel强度，并且由下式给出：

$M_{b,\mathrm{\θ},\mathrm{eff}}=M_{b,\mathrm{\θ}}[1-\frac{M_o}{M_{\mathrm{fi},\mathrm{Rd}}}]$

非组合上腹板-凸缘的Vierendeel抗弯强度也通过剪切和轴向力的存在而降低。

图12用在火中的Vierendeel弯曲模型

当该断面靠近塑性中心轴线时该轴向载荷效果较小，并且在火灾中任何降低都被忽略。虽然这是一种稍不稳健的方法，但是作出了其它经过思考的平衡假设。其中最大一个是没有包含钢筋的拉伸强度的有益效果。

通过限制未加强的腹板的深度来考虑剪切效果，从而剩下的可以归类为Class2。正常设计所采用的原则在火灾中也采用。

假设只有在开口上方的长度(1+D_s)中设有多个剪力连接器，从而计算出机在开口上方的组合断面的Vierendeel抗弯强度，其中D_s为板的深度。

所施加的Vierendeel力矩为V_o，fil，其中l为开口的有效长度，而V_c，θ为在火灾极限状态时在开口中央处的剪切力。

为了平衡：

M_v≥V_c1

如在正常设计中一样，将最小剪切力作为在梁的端部处的最大剪切力的15％以便考虑载荷的不对称性。

2.6腹板屈曲

应该通过和压杆一样弯曲通过考虑作用在腹板的有效宽度上的压缩力Vt来检测开口的未加强垂直边缘。假设有效宽度等于正常温度所取的宽度，但是剪切力V_t为通过只在开口上方的腹板传递的剪切力。

在火灾中，采用修正的弯曲曲线和高温性能针对有效屈服强度和弹性模量来检测腹板屈曲。

3热学模型

热学模型的目的在于使得梁的各个部分的温度对于30、60、90和120分钟的耐火性和对于Firetex FB120的实际厚度而言可以预测。

采用各种方法对着火试验结果进行分析。采用对膨胀涂层限定了有效导热性的方法进行最佳校正。这个有效导热性在耐火性试验期间修正，并且发现取决于涂层厚度、钢温度和涂覆部分的断面系数(A/V)。

分析方法基于在Eurocode3，Part1.2(EC3-1-2)中和在ENV13381-1中给出的方法。在两个这些代码中，在钢温度方面的递增由不同等式给出：

${\mathrm{\Δ\θ}}_s=\frac{{\mathrm{\λ}}_i/d_i}{C_a{\mathrm{\ρ}}_a}\frac{A_i}{v}\left[\frac{1}{1+\frac{2}{3}\mathrm{\ξ}}\right]({\mathrm{\θ}}_t-{\mathrm{\θ}}_s)\mathrm{\Δt}-(e^{\frac{\mathrm{\ξ}}{5}}-1){\mathrm{\Δ\θ}}_t$

Δθ_i＝钢温度的递增量(℃)

λ_i＝保护材料的导热性(W/m℃)

d_i＝保护材料的厚度(m)

C_a＝钢的比热(J/kg℃)

C_i＝保护材料的比热(J/kg℃)

ρ_a＝钢的密度(kg/m³)

ρ_i＝保护材料的密度(kg/m³)

A_i/V＝断面系数(m-1)(即Hp/A)

θ_t＝在时刻t的环境大气温度(℃)

θ_s＝在时刻t的钢温度(℃)

Δt＝时间间隔(秒)

Δθ_t＝环境温度增加Δt(℃)

将着火温度θ_i作为BS476的标准着火。

在试验期间，记录下梁的各个部分的温度(图13)。

图13被膨胀涂层保护的梁的钢温度升高的说明

膨胀涂层的性能的特征在于它不会膨胀(扩展)并且保护该钢直到钢达到大约200℃。在该温度之后，它变为非常有效的绝缘材料，并且限制了钢温度的升高速率。该性能可以从在图13中的温度响应中看出。

从该温度数据中可以得出温度上升速率，因此采用上面的等式还可以建立有效导热性。对于膨胀涂层而言，该厚度将随着涂层膨胀而增加。因为难以测量出膨胀厚度，所以假设并且推导出大致等于最大厚度的恒定厚度。该有效数值发现随着钢温度、正常涂层厚度和涂覆部分的断面系数变化。在图14中显示出一典型的曲线图，显示出导热性的变化。

在图14中所示的性能可以通过其中钢只受到非常轻微的绝热的初始阶段和两个其中有效导热性开始线性下降然后线性增加的两个阶段来近似。通过分析许多组试验数据并且进行回归分析，从而可以在钢的断面系数和涂层的干膜厚度方面来表示在这三个阶段中所看到的变化。

对于底部凸缘、腹板和顶部凸缘进行单独的分析。

图14有效导热率随着钢温度的变化

4预测性能和在火灾中所测量的性能

4.1结构性能

对于每个加载着火试验而言，已经对预测性能和测量性能进行了比较。已经采用在部分7.2中所述的方法利用所测量出的钢温度得出每个梁在每个试验最后的预测强度。在表7.3中给出总结了这些分析的结果。在每个情况中，结构模型正确确定了在试验中所观察到的破坏模式。还有，每个梁的预测负载能力接近在试验中所施加的载荷。

在试验1中，破坏模式为在其中一个开口处的剪切。0.96的最高单位系数表明在这些开口处的剪切力被确认为主要模式。

在试验2中，梁在两个开口处显示出Vierendeel弯曲破坏的信号。1.00和1.01的最高单位系数表明在这些开口处的Vierendeel弯曲被确认为主要模式。

在试验3中，没有出现任何局部破坏，并且该梁开始在整体弯曲中破坏。0.94的最高单位系数表明将整体弯曲确认为主要模式。

在试验3中，圆形开口装配有环形加强件。没有在任何深度中检查环形加强件的效果，因此没有计算容易受到环形加强件影响的Vierendeel弯曲强度。但是，试验3中环形加强件具有包括膨胀涂层并且因此降低了腹板温度的效果。在写入时，对于正常和火灾设计条件而言环形加强件没有包括在FBFAM软件的范围中。

表3施加载荷和预测强度的总结

                         试验1         试验2       试验2    试验3

梁检测                             (未加强)        (加强)

最大施加力矩             260                 238            217

抗力矩强度               312                 312            231

弯曲单位系数             0.84                0.77           0.94

孔检测

所施加的剪切             124          114           114     103

总剪切强度               129          142           153     165

剪切单位系数             0.96         0.80          0.74    0.63

所施加的力矩             195          179           179     163

抗力矩强度               245          270           282     248

弯曲单位系数             0.79         0.66          0.63    0.66

Vierendeel弯曲强度       19.8         39.6          50.6

所施加的Vierendeel力矩   14.8         39.7          51.1    范围之外

Vierendeel单位系数       0.75         1.00          1.01

所施加的腹板载荷         14.5         20.6          25.1    19.4

腹板弯曲能力             31.9         23.1          45.7    21

弯曲单位因素             0.46         0.89          0.55    0.92

4.2热性能

在图15、图16和图17中显示出在测量温度和预测温度之间的比较。一般来说，预测温度高于测量温度。

图15试验1中测量和预测温度的对比

图16试验2中测量和预测温度的对比

图17试验3中测量和预测温度的对比

4.3比较的总结

在部分7.4.1和7.4.2中所示的比较显示出这些结构和热学模型足以用来预测用Firetex FB 120保护的Fabsec梁的性能。还有，在实际应用中，存在许多内在的在建模中没有考虑的保险系数。实际材料性能将大于在计算中所使用的正常性能，并且涂层的平均涂覆厚度将不可变地大于规定的数值。

在本说明书中，“包括”指的是“包括或由...构成”，并且“包括”指的是“包括或由...构成”。

在前面说明书或下面权利要求或附图中以其具体形式或在进行所披露的功能的部件方面表示的所披露的特征或用于获得所披露的结构的方法或过程必要时可以单独或以这些特征的结合形式用来实现在其分散形式中实现本发明。

Claims (24)

1.一种构造耐火结构梁的方法，它包括以下步骤：

针对该结构梁的多个物理参数获得多个数值；

读取温度信息；

进行分析步骤以根据温度信息计算出结构梁的特性；并且

根据所述分析步骤产生出一输出。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述温度信息包括从对结构梁进行加热中所获得的经验信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述温度信息包括在多个位置处的多个温度，并且通过在两个或多个位置处插入这些温度来计算出用于设在所述位置的两个或多个之间的位置的温度信息。

4.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述分析步骤包括在沿着结构梁的多个间隔位置处进行计算。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述间隔位置包括穿过结构梁的断面。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中所述间隔位置沿着所述结构梁的长度是相等的。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述结构梁包括一个或多个孔，并且获得用于结构梁的多个物理参数的多个数值的步骤包括获取孔信息，它包括所述孔或每个孔的位置和尺寸。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述读取温度信息的步骤包括读取与孔信息一致的修正系数信息并且根据该修正系数信息来修正温度信息。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述修正系数信息包括在多个位置处的多个系数，并且根据修正系数信息来修正温度信息的步骤包括将温度信息乘以修正系数信息。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述多个系数在1.05至1.5的范围内。

11.如直接引用或间接引用权利要求3的权利要求9或10所述的方法，其中温度信息包括从对结构梁进行加热中获得的经验数据，所述结构梁包括一个具有普通腹板的梁，并且其中修正系数信息包括从对结构梁进行加热中获取的经验信息，所述结构梁具有一个设有一个或多个孔的腹板。

12.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其中所述分析步骤还包括在孔附近进行附加计算。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述附加计算包括计算结构梁的剪切阻力、结构梁的弯曲阻力、空腹梁弯曲阻力、腹板屈曲中一个或多个。

14.如前面权利要求中任一项所述的方法，还包括计算膨胀涂层的所要求厚度的步骤，以避免结构梁在选定时间内破坏。

15.如权利要求14所述的方法，包括识别结构梁的破坏模式并且计算避免破坏模式所需要的膨胀涂层的厚度的步骤。

16.如直接或间接引用权利要求3的权利要求15所述的方法，包括识别出现所述破坏模式的位置并且计算出在那个位置处的所要求厚度的步骤。

17.如直接或间接引用权利要求12的权利要求14至16中任一项所述的方法，包括对普通梁进行所述额外步骤然后根据所要求的厚度进行附加计算的步骤。

18.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述输出步骤包括将所述一个或多个性能的一个或多个数值与预定的标准进行比较并且因此产生出一输出。

19.如前面权利要求中任一项所述的方法，包括在冷却条件中对结构梁进行所述分析步骤的步骤。

20.如前面权利要求中任一项所述的方法，根据所述输出来修正用于结构梁的多个物理参数的数值并且根据所修正的数值进行该方法的步骤。

21.一种基本上如在这里所述一样和/或参照附图所述的方法。

22.一种用于实现如前面权利要求中任一项所述的方法的计算机程序。

23.一种通过如权利要求1至18中任一项所述的方法构造出的结构梁。

24.在这里所述的和/或在附图中所示的任意新颖特征或这些特征的新颖组合。

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