建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范

1、建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范Code for Fire safety of Steel Building Structures1 總 則1.0.1 為防止和減小建筑鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財產(chǎn)安全，經(jīng)濟(jì)、合理地進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計和采取防火保護(hù)措施，制定本規(guī)范。1.0.2 本規(guī)范適用于新建、擴(kuò)建和改建的建筑鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計和防火保護(hù)。1.0.3 本規(guī)范是以火災(zāi)高溫下鋼結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)為基礎(chǔ)，根據(jù)概率極限狀態(tài)設(shè)計法的原則制定的。1.0.4 建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計與防火保護(hù)，除應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合我國現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 術(shù)語和符號2.1 術(shù) 語2.1.1 火災(zāi)荷載密度 fir

2、e load density單位樓面面積上可燃物的燃燒熱值，單位為MJ/m2。2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫 standard fire temperature-time curve國際標(biāo)準(zhǔn)ISO834給出的用于進(jìn)行建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)的爐內(nèi)平均溫度與時間的關(guān)系曲線。2.1.3 等效曝火時間 equivalent time of fire exposure在非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下，火災(zāi)在時間內(nèi)對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)在時間內(nèi)對同一構(gòu)件或結(jié)構(gòu)（外荷載相同）的作用效應(yīng)相同，則時間稱為前者的等效曝火時間。2.1.4 抗火承載力極限狀態(tài) limit state for fire resistance在火災(zāi)

3、條件下，構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的承載力與外加作用（包括荷載和溫度作用）產(chǎn)生的組合效應(yīng)相等時的狀態(tài)。2.1.5 臨界溫度 critical temperature假設(shè)火災(zāi)效應(yīng)沿構(gòu)件的長度和截面均勻分布，當(dāng)構(gòu)件達(dá)到抗火承載力極限狀態(tài)時構(gòu)件截面上的溫度。2.1.6 荷載比 load level, load ratio火災(zāi)下構(gòu)件的承載力與常溫下相應(yīng)的承載力的比值。2.1.7 鋼管混凝土構(gòu)件 concrete-filled steel tube在圓形或矩形鋼管內(nèi)填灌混凝土而形成，且鋼管和混凝土在受荷全工程中共同受力的構(gòu)件。2.1.8 組合構(gòu)件 composite component截面上由型鋼與混凝土兩種材料組合而

4、成的構(gòu)件。例如，鋼管混凝土柱、鋼混凝土組合板和鋼混凝土組合梁等。2.1.9 屋頂承重構(gòu)件 load bearing roof component用于承受屋面荷載的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件。例如，組成屋頂網(wǎng)架、網(wǎng)殼、桁架的構(gòu)件和屋面梁、支撐等。屋面檁條一般不當(dāng)作屋蓋承重構(gòu)件，但當(dāng)檁條同時起屋蓋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的支撐作用時，則應(yīng)當(dāng)作屋蓋承重構(gòu)件。2.1.10 自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù) total sprinkler system建筑物內(nèi)除面積小于5m2的衛(wèi)生間外，均設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)的保護(hù)。2.2 符 號構(gòu)件的毛截面面積；一個翼緣的截面面積；梁腹板的截面面積；構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)；與梁端部約束情況有關(guān)的常數(shù)；鋼材

5、的比熱容；防火保護(hù)層的比熱容；保護(hù)層的厚度；常溫下鋼材的彈性模量；高溫下鋼材的彈性模量；常溫下鋼材的設(shè)計強(qiáng)度；常溫下鋼材的屈服強(qiáng)度；高溫下鋼材的屈服強(qiáng)度；常溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度；高溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度；單位長度構(gòu)件的受火表面積；單位長度構(gòu)件保護(hù)層的內(nèi)表面積；構(gòu)件的截面高度或樓板厚度；梁腹板的高度；壓型鋼板截面高度；構(gòu)件截面慣性矩；火災(zāi)下鋼管混凝土柱承載力影響系數(shù)；構(gòu)件的長度、跨度；構(gòu)件的計算長度；受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的桿端彎矩；塑性彎矩；受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩；、構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計值；構(gòu)件的軸力設(shè)計值；、高溫下構(gòu)件的承載力參數(shù)；受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的軸力；受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力

6、；保護(hù)層中的含水率（質(zhì)量百分比）；梁（板）所受的均布荷載或等效均布荷載；考慮薄膜效應(yīng)后樓板的極限承載力；樓面或屋面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；、荷載比；高溫下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計承載力；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的荷載效應(yīng)組合；高溫下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)的作用效應(yīng)組合；受火時間或耐火時間；構(gòu)件溫度達(dá)到100所需的時間；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火時間；等效曝火時間；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火極限；延遲時間；梁腹板的厚度；受火前鋼構(gòu)件的內(nèi)部溫度；、受火構(gòu)件兩側(cè)或上、下翼緣的溫度；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度；實(shí)際的室內(nèi)火災(zāi)升溫；火災(zāi)發(fā)生前的室內(nèi)平均空氣溫度；對應(yīng)時刻的室內(nèi)平均空氣溫度；鋼構(gòu)件溫度；在耐火極限時間內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的最高溫度；單位長度構(gòu)件的體積；構(gòu)件的截面

7、塑性模量；、構(gòu)件繞x軸和繞y軸的毛截面模量；鋼材的熱膨脹系數(shù)；、等效彎矩系數(shù)；結(jié)構(gòu)抗火重要性系數(shù)；鋼構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù)，抗火設(shè)計中鋼材強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)；、截面塑性發(fā)展系數(shù)；高溫下鋼材彈性模量折減系數(shù)；高溫下鋼材強(qiáng)度折減系數(shù)；鋼材的泊松比；構(gòu)件的長細(xì)比；保護(hù)材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)；鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)；保護(hù)層的密度；鋼材的密度；對流傳熱系數(shù)；輻射傳熱系數(shù)；常溫下軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；常溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù)；高溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù)；時間增量；構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的溫度變化；3 鋼結(jié)構(gòu)防火要求3.0.1 單、多層建筑和高層建筑中的各類鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件等的耐火極限不應(yīng)低于表3.0.1和本章的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的要求時

8、，應(yīng)采取外包覆不燃燒體或其他防火隔熱的措施。表3.0.1 單、多層和高層建筑構(gòu)件的耐火極限 耐火等級耐火極限(h)構(gòu)件名稱單、多層建筑高層建筑一級二級三級四級一級二級承重墻3.002.502.000.502.002.00柱、柱間支撐3.002.502.000.503.002.50梁、桁架2.001.501.000.502.001.50樓板、樓面支撐1.501.00廠、庫房民用廠、庫房民用1.501.000.750.500.50不要求屋頂承重構(gòu)件、屋面支撐、系桿1.500.50廠、庫房民用不要求0.50不要求疏散樓梯1.501.00廠、庫房民用不要求0.750.50注：對造紙車間，變壓器裝配車間

9、、大型機(jī)械裝配車間、卷煙生產(chǎn)車間、印刷車間等及類似的車間，當(dāng)建筑耐火等級較高時，吊車梁體系的耐火極限不應(yīng)低于表中梁的耐火極限要求。2.1.11 屋頂承重構(gòu)件 load bearing roof component用于承受屋面荷載的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件。例如，組成屋頂網(wǎng)架、網(wǎng)殼、桁架的構(gòu)件和屋面梁、支撐等。屋面檁條一般不當(dāng)作屋蓋承重構(gòu)件，但當(dāng)檁條同時起屋蓋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的支撐作用時，則應(yīng)當(dāng)作屋蓋承重構(gòu)件。3.0.2 鋼結(jié)構(gòu)公共建筑和用于丙類和丙類以上生產(chǎn)、倉儲的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，宜設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)。3.0.3 當(dāng)單層丙類廠房中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時，各類構(gòu)件可不再采取防火保護(hù)措施。3.0.4 丁、

10、戊類廠、庫房（使用甲、乙、丙類液體或可燃?xì)怏w的部位除外）中的構(gòu)件，可不采取防火保護(hù)措施。3.0.5 當(dāng)單、多層一般公共建筑和居住建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時，各類構(gòu)件的耐火極限可按表3.0.1中相應(yīng)的規(guī)定降低0.5h。3.0.6 單、多層一般公共建筑和甲、乙、丙類廠、庫房的屋蓋承重構(gòu)件，當(dāng)設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)，且屋蓋承重構(gòu)件離地（樓）面的高度不小于6m時，該屋蓋承重構(gòu)件可不采取其他防火保護(hù)措施。3.0.7 除甲、乙、丙類庫房外的廠、庫房，建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時，其柱、梁的耐火極限可按表3.0.1的相應(yīng)的規(guī)定降低0.5h。3.0.8 當(dāng)空心承重鋼構(gòu)件中灌注防凍、防腐并能循

11、環(huán)的溶液，且建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時，其承重結(jié)構(gòu)可不再采取其它防火保護(hù)措施。3.0.9 當(dāng)多、高層建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)（包括封閉樓梯間、防煙樓梯間），且高層建筑的防煙樓梯間及其前室設(shè)有正壓送風(fēng)系統(tǒng)時，樓梯間中的鋼結(jié)構(gòu)可不采取其它防火保護(hù)措施；當(dāng)多層建筑中的敞開樓梯、敞開樓梯間采用鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采取有效的防火保護(hù)措施。3.0.10 對于多功能、大跨度、大空間的建筑，可采用有科學(xué)依據(jù)的性能化設(shè)計方法，模擬實(shí)際火災(zāi)升溫，分析結(jié)構(gòu)的抗火性能，采取合理、有效的防火保護(hù)措施，保證結(jié)構(gòu)的抗火安全。4 材料特性4.1 鋼 材4.1.1 在高溫下，鋼材的有關(guān)物理參數(shù)應(yīng)按表4.1.1采用。表4

12、.1.1 高溫下鋼材的物理參數(shù)參數(shù)名稱符 號數(shù) 值單 位熱膨脹系數(shù)1.4×10-5m/(m·)熱傳導(dǎo)系數(shù)45W/(m·)比熱容600J/(kg·)密 度7850kg/m3泊桑比0.34.1.2 在高溫下，普通鋼材的彈性模量應(yīng)按下式計算：(4.1.2-1)(4.1.2-2)式中溫度（）；溫度為時鋼材的初始彈性模量（N/mm2）；常溫下鋼材的彈性模量（N/mm2），按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017）確定；高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)。4.1.3 在高溫下，普通鋼材的屈服強(qiáng)度應(yīng)按下式計算：(4.1.3-1)(4.1.3-2)(4.1.3-3)式中溫度為時

13、鋼材的屈服強(qiáng)度（N/mm2）；常溫下鋼材的屈服強(qiáng)度（N/mm2）；常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值（N/mm2），按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017）確定；鋼構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù)，近似?。桓邷叵落摬膹?qiáng)度折減系數(shù)。4.1.4 在高溫下，耐火鋼的彈性模量和屈服強(qiáng)度可分別按式(4.1.2-1)和式(4.1.3-1)確定。其中，彈性模量折減系數(shù)和屈服強(qiáng)度折減系數(shù)應(yīng)分別按式（4.1.5-1）和（4.1.5-2）確定。(4.1.5-1)(4.1.5-2)4.2 混凝土4.2.1 在高溫下，普通混凝土的有關(guān)物理參數(shù)按下列規(guī)定采用：1 熱傳導(dǎo)系數(shù)1) 硅質(zhì)骨料混凝土：(4.2.1-1)式中溫度為T時混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)

14、W/(m·)；T混凝土的溫度（）。2) 鈣質(zhì)骨料混凝土：(4.2.1-2)2 比熱容：(4.2.1-3)式中溫度為T時混凝土的比熱容 J/(kg·)。4.2.2 在高溫下，普通混凝土的初始彈性模量應(yīng)按下式計算：eneryg(4.2.2)式中溫度為T時混凝土的初始彈性模量（N/mm2）；常溫下混凝土的初始彈性模量（N/mm2），按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50010）確定。4.2.3 在高溫下，混凝土的抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計算：(4.2.3)式中fcT高溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度；fc常溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度，按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50010）確定；普通混凝土的抗壓強(qiáng)度折減

15、系數(shù)，按表4.2.3確定。表4.2.3 高溫下混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)T（）普通混凝土輕骨料混凝土201.001.001000.951.002000.901.003000.851.004000.750.885000.600.766000.450.647000.300.528000.150.409000.080.2810000.040.1611000.010.041200004.2.4 其他類型混凝土在高溫下的材料特性，應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)通過高溫材性試驗(yàn)確定。4.3 防火涂料4.3.1 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)采用防火涂料保護(hù)時，可采用膨脹型或非膨脹型防火涂料。4.3.2 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)性能除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)

16、構(gòu)防火涂料（GB 14907）的規(guī)定外，還應(yīng)符合下列要求：1 生產(chǎn)廠家應(yīng)提供非膨脹型防火涂料的熱傳導(dǎo)系數(shù)（500時）、比熱容、含水率和密度參數(shù)，或提供等效熱傳導(dǎo)系數(shù)、比熱容和密度參數(shù)。非膨脹型防火涂料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)可按附錄A的規(guī)定測定。2 主要成份為礦物纖維的非膨脹型防火涂料，當(dāng)采用干式噴涂施工工藝時，應(yīng)有防止粉塵、纖維飛揚(yáng)的可靠措施。4.4 防火板4.4.1 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)采用防火板保護(hù)時，可采用低密度防火板、中密度防火板和高密度防火板。4.4.2 防火板材應(yīng)符合下列要求：1 應(yīng)為不燃性材料；2 受火時不炸裂，不產(chǎn)生穿透裂紋；3 生產(chǎn)廠家應(yīng)提供產(chǎn)品的熱傳導(dǎo)系數(shù)（500時）或等效熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度和

17、比熱容等參數(shù)。防火板的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)可按附錄A的規(guī)定測定。4.5 其它防火隔熱材料4.5.1 鋼結(jié)構(gòu)也可采用粘土磚、C20混凝土或金屬網(wǎng)抹M5砂漿等其他隔熱材料作為防火保護(hù)層。4.5.2 當(dāng)采用其它防火隔熱材料作為鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)層時，生產(chǎn)廠家除應(yīng)提供強(qiáng)度和耐候性參數(shù)外，尚應(yīng)提供熱傳導(dǎo)系數(shù)（500時）或等效熱傳導(dǎo)系數(shù)及密度、比熱容等參數(shù)。其他防火隔熱材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)可參照附錄A的規(guī)定測定。5 抗火設(shè)計基本規(guī)定5.1 抗火極限狀態(tài)設(shè)計要求5.1.1 當(dāng)滿足下列條件之一時，應(yīng)視為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到抗火承載力極限狀態(tài)：1 軸心受力構(gòu)件截面屈服。2 受彎構(gòu)件產(chǎn)生足夠的塑性鉸而成為可變機(jī)構(gòu)。3 構(gòu)件整體

18、喪失穩(wěn)定；4 構(gòu)件達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形。5.1.2 當(dāng)滿足下列條件之一時，應(yīng)視為鋼結(jié)構(gòu)整體達(dá)到抗火承載力極限狀態(tài)：1 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的塑性鉸形成可變機(jī)構(gòu)。2 結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定。5.1.3 鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計應(yīng)滿足下列要求之一：1 在規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火極限時間內(nèi)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力不應(yīng)小于各種作用所產(chǎn)生的組合效應(yīng)，即：(5.1.3-1)2 在各種荷載效應(yīng)組合下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火時間不應(yīng)小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火極限，即：(5.1.3-2)3 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度不應(yīng)低于在耐火極限時間內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的最高溫度，即：(5.1.3-3)5.2 一般規(guī)定5.2.1 在一般情況下，可僅對結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件進(jìn)行抗火計算

19、，滿足構(gòu)件抗火設(shè)計要求。5.2.2 當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)某一構(gòu)件的抗火驗(yàn)算時，可僅考慮該構(gòu)件的受火升溫。5.2.3 有條件時，可對結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行抗火計算，使其滿足結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計的要求。此時，應(yīng)進(jìn)行各構(gòu)件的抗火驗(yàn)算。5.2.4 進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體抗火驗(yàn)算時，應(yīng)考慮可能的最不利火災(zāi)場景。5.2.5 對于跨度大于80m或高度大于100m的建筑結(jié)構(gòu)和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)，宜對結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行抗火驗(yàn)算，按最不利的情況進(jìn)行抗火設(shè)計。5.2.6 對第5.2.5條規(guī)定以外的結(jié)構(gòu)，當(dāng)構(gòu)件的約束較大時，如在內(nèi)力組合中不考慮溫度作用，則其防火保護(hù)層設(shè)計厚度應(yīng)按計算厚度增加30%。5.2.7 連接節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)層厚度不得小于被連接構(gòu)件保護(hù)層厚

20、度的較大值。6 溫度作用及其效應(yīng)組合6.1 室內(nèi)火災(zāi)空氣升溫6.1.1 一般工業(yè)與民用建筑的室內(nèi)火災(zāi)空氣溫度可下式計算：(6.1.1)式中(t)對應(yīng)于時刻的室內(nèi)平均空氣溫度（）；火災(zāi)發(fā)生前的室內(nèi)平均空氣溫度，取20；升溫時間（min）。6.1.2 當(dāng)能準(zhǔn)確確定建筑室內(nèi)有關(guān)參數(shù)時，可按附錄B方法計算室內(nèi)火災(zāi)的空氣溫度，也可按其它轟燃后的火災(zāi)模型計算室內(nèi)火災(zāi)的空氣溫度。6.1.3 實(shí)際的室內(nèi)火災(zāi)升溫在任意時刻對結(jié)構(gòu)的影響，可等效為標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫在等效曝火時刻對結(jié)構(gòu)的影響。本規(guī)范以鋼構(gòu)件溫度相等為等效原則。當(dāng)采用附錄B方法計算室內(nèi)火災(zāi)的空氣溫度時，等效曝火時間可按下式計算：(6.1.3-1)(6.1.

21、3-2)式中等效曝火時間（min）；開口因子（m1/2）；設(shè)計火災(zāi)荷載密度（MJ/m2），按附錄C計算；按門窗開口尺寸計算的房間開口面積（m2）；房間門窗洞口高度（m）；包括門窗在內(nèi)的房間六壁面積之和（m2）。6.2 高大空間火災(zāi)空氣升溫6.2.1 本規(guī)范中，高大空間是指高度不小于6m、獨(dú)立空間地（樓）面面積不小于500m2的建筑空間。6.2.2 高大空間建筑火災(zāi)中的空氣升溫過程可按下式確定：(6.2.2)式中對應(yīng)于時刻，與火源中心水平距離為(m)、與地面垂直距離為(m)處的空氣溫度（）；火災(zāi)發(fā)生前高大空間內(nèi)平均空氣溫度，取20；火源中心距地面垂直距離為(m)處的最高空氣升溫（），按附錄D確定

22、；根據(jù)火源功率類型和火災(zāi)增長類型，按附錄D確定；火源形狀中心至火源最外邊緣距離（m）；與火源中心水平距離為(m)的溫度衰減系數(shù)（無量綱），按附錄D確定；且當(dāng)時，；系數(shù)，按附錄D確定。6.2.3 火源功率設(shè)計值應(yīng)根據(jù)建筑物實(shí)際可燃物的情況，選取一合理數(shù)值。根據(jù)火源功率設(shè)計值，可按表6.2.3確定火災(zāi)功率類型。表6.2.3 火源功率類型火源類型（MW）小功率火災(zāi)<3.5中功率火災(zāi)3.515大功率火災(zāi)>156.2.4 火災(zāi)增長類型可根據(jù)可燃物類型按表6.2.4確定。表6.2.4 火災(zāi)增長類型 可燃物類型火災(zāi)增長類型密實(shí)木材，廢紙筐慢速實(shí)木家俱，塑料制品，化學(xué)纖維填充物中速部分聚合物家俱，

23、木板垛快速大部分聚合物家俱，塑料垛，薄板家俱極快速6.3 鋼構(gòu)件升溫計算6.3.1 火災(zāi)下鋼構(gòu)件的升溫可按下列增量法計算，其初始溫度取20：(6.3.1)式中時間增量（s），不宜超過30s；鋼構(gòu)件溫度（）；火災(zāi)下鋼構(gòu)件周圍空氣溫度（）；鋼構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù) W/(m3·)，按第6.3.2條計算；鋼材的比熱容，按表4.1.1取值；鋼材的密度，按表4.1.1取值。6.3.2 鋼構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)可按下列公式計算：1 構(gòu)件無防火保護(hù)層時：(6.3.2-1)(6.3.2-2)式中構(gòu)件單位長度的受火表面積（m2/m）；構(gòu)件單位長度的體積（m3/m）；對流傳熱系數(shù)，取W/(m2

24、83;)；輻射傳熱系數(shù) W/(m2·)；綜合輻射率，通常取；斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)，s=5.67×10-8 W/(m2×K4)。2 構(gòu)件有非膨脹型保護(hù)層時：(6.3.2-3)式中保護(hù)材料的比熱容 ；保護(hù)材料密度（）；保護(hù)材料厚度（m）；保護(hù)材料500時的熱傳導(dǎo)系數(shù)或等效熱傳導(dǎo)系數(shù) W/(m3·)；構(gòu)件單位長度防火保護(hù)材料的內(nèi)表面積（m2/m）。各類構(gòu)件的值可按附錄E采用。6.3.3 有非膨脹型防火保護(hù)層的鋼構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件溫度不超過600時，在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下其內(nèi)部溫度可按下式近似計算：(6.3.3)式中火災(zāi)前構(gòu)件的初始溫度，取為20；t火災(zāi)升溫時間(s)，當(dāng)

25、為非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫時，用第6.1.3條確定的等效曝火時間代替。6.3.4 在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下，無防火保護(hù)層的鋼構(gòu)件和采用不同參數(shù)防火被覆構(gòu)件的升溫也可按附錄F查表確定。6.3.5 當(dāng)鋼構(gòu)件的防火被覆中含有水分時，宜考慮鋼構(gòu)件的升溫延遲現(xiàn)象。其內(nèi)部溫度可按下式計算(6.3.4)式中延遲時間，(s)；構(gòu)件溫度達(dá)到100的時間；P保護(hù)層中的含水率（質(zhì)量百分比）；考慮延遲現(xiàn)象的影響時，構(gòu)件在時刻的內(nèi)部溫度；不考慮延遲現(xiàn)象的影響時，構(gòu)件在時刻的內(nèi)部溫度，按第6.3.1、6.3.3或6.3.4條確定。當(dāng)有實(shí)測數(shù)據(jù)時，延遲時間可采用實(shí)測值。當(dāng)采用由附錄A確定的防火被覆的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)計算鋼構(gòu)件的升溫時，可不

26、考慮防火被覆中水分引起的延遲時間。6.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析6.4.1 在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火計算時，應(yīng)考慮溫度內(nèi)力和變形的影響。6.4.2 計算鋼結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件受火升溫的溫度內(nèi)力和變形時，可將受火構(gòu)件的溫度效應(yīng)等效為桿端作用力（圖6.4.2），并將該作用力作用在與該桿端對應(yīng)的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上，然后按常溫下的分析方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得到該構(gòu)件升溫對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和變形。其中，受火構(gòu)件的溫度內(nèi)力可按下式確定(6.4.2-1)(6.4.2-2)式中受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力（壓力）；按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力（受拉為正）；受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩（方向與圖6.4.2b所示方向相反）；按等效作用力分析得到的受火

27、構(gòu)件的桿端彎矩（方向與圖6.4.2b所示方向一致為正）；、受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度，對于有保護(hù)層鋼構(gòu)件可?。皇芑鹎皹?gòu)件的溫度；溫度為時鋼材的彈性模量；A受火構(gòu)件的截面面積；I受火構(gòu)件的截面慣性矩；h受火構(gòu)件的截面高度。 (a) 構(gòu)件的升溫 (b) 等效作用力圖6.4.2 結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)等效為桿端作用力6.4.3 計算框架柱的溫度內(nèi)力時，如僅考慮該柱升溫（相鄰柱不升溫），則該柱的溫度內(nèi)力可根據(jù)計算結(jié)果折減30%。6.4.4 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火驗(yàn)算時，受火構(gòu)件在外荷載作用下的內(nèi)力，可采用常溫下相同荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力乘以折減系數(shù)0.9。6.5 作用效應(yīng)組合6.5.1 鋼結(jié)構(gòu)抗火驗(yàn)算時，可按偶然設(shè)計狀況的

28、作用效應(yīng)組合，采用下列較不不利的設(shè)計表達(dá)式：(6.5.1-1)(6.5.1-2)式中作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)溫度作用效應(yīng)；樓面或屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009的規(guī)定取值；樓面或屋面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009的規(guī)定取值；結(jié)構(gòu)抗火重要性系數(shù)，對于耐火等級為一級的建筑取1.15，對于其他建筑取1.05。7 鋼結(jié)構(gòu)抗火驗(yàn)算7.1 抗火設(shè)計步驟7.1.1 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火設(shè)計，可采用承載力法或臨界溫度法。其中，臨界溫度法按第7.1.2條規(guī)定

29、的步驟進(jìn)行，承載力法按第7.1.3條規(guī)定的步驟進(jìn)行。7.1.2 臨界溫度法的步驟為：1 按第6.5.1條進(jìn)行作用效應(yīng)組合。2 根據(jù)構(gòu)件和荷載類型，按第7.4和7.5節(jié)有關(guān)條文，計算構(gòu)件的臨界溫度。3 當(dāng)保護(hù)材料為膨脹型時，保護(hù)層厚度可按試驗(yàn)方法確定。當(dāng)保護(hù)材料為非膨脹型時，可按下述方法計算所需防火被覆厚度：1) 由構(gòu)件的臨界溫度、耐火極限（標(biāo)準(zhǔn)升溫時間或等效曝火時間）按附錄G查表確定構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)；2) 由下式計算保護(hù)層厚度：(7.1.2-1)3) 當(dāng)或不便確定時，可偏于安全地按下式計算保護(hù)層厚度：(7.1.2-2)4) 當(dāng)防火保護(hù)材料的平衡含水率較大（延遲時間大于5min），可先按

30、式(7.1.2-1)計算初定厚度，再按下式估計延遲時間：(7.1.2-3)以（）代替重新按附錄G查表確定構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)值，再根據(jù)式(7.1.2-1)求得最終厚度。以上各式中符號意義同第6.3節(jié)。7.1.3 承載力法的步驟為：1 設(shè)定防火被覆厚度。2 按第6.3節(jié)有關(guān)條文計算構(gòu)件在要求的耐火極限下的內(nèi)部溫度。3 按第4.1節(jié)有關(guān)條文確定高溫下鋼材的參數(shù)，按第6.4節(jié)有關(guān)條文計算構(gòu)件在外荷載和溫度作用下的內(nèi)力。4 按第5.2節(jié)規(guī)定進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析（含溫度效應(yīng)分析），并按第6.5節(jié)進(jìn)行作用效應(yīng)組合。5 根據(jù)構(gòu)件和所受荷載的類型，按第7.2節(jié)和7.3節(jié)有關(guān)條文進(jìn)行構(gòu)件抗火承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算。6

31、當(dāng)設(shè)定的防火被覆厚度不合適時（過小或過大），可調(diào)整防火被覆厚度，重復(fù)上述15步驟。7.1.4 鋼結(jié)構(gòu)整體的抗火驗(yàn)算可按下列步驟進(jìn)行：1 設(shè)定結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件一定的防火被覆厚度。2 確定一定的火災(zāi)場景。3 進(jìn)行火災(zāi)溫度場分析及結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度分析。4 在6.5.1條規(guī)定的荷載作用下，分析結(jié)構(gòu)的耐火時間是否滿足規(guī)定的耐火極限要求。5 當(dāng)設(shè)定的結(jié)構(gòu)防火被覆厚度不合適時（過小或過大），調(diào)整防火被覆厚度，重復(fù)上述14步驟。7.2 基本鋼構(gòu)件的抗火承載力驗(yàn)算7.2.1 高溫下，軸心受拉鋼構(gòu)件或軸心受壓鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算：(7.2.1)式中火災(zāi)下構(gòu)件的軸向拉力或軸向壓力設(shè)計值；構(gòu)件的凈截面面積；高溫下鋼材

32、的強(qiáng)度折減系數(shù)；鋼構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù)，近似??；常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值。7.2.2 高溫下，軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算：(7.2.2-1)(7.2.2-2)式中火災(zāi)時構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計值；構(gòu)件的毛截面面積；高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)；對于普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件，根據(jù)構(gòu)件長細(xì)比和構(gòu)件溫度按表7.2.2-1確定，對于耐火鋼構(gòu)件，按表7.2.2-2確定；常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017）確定。表7.2.2-1 高溫下軸心受壓普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)溫 度 （）100150200250300350400450500

33、550600650700750800101.0001.0001.0000.9990.9990.9990.9991.0001.0001.0011.0011.0001.0001.0001.000500.9990.9980.9970.9960.9940.9940.9950.9981.0021.0041.0050.9980.9971.0011.0001000.9920.9850.9780.9680.9570.9520.9630.9841.0111.0361.0390.9830.9781.0051.0001500.9860.9760.9640.9490.9310.9240.9400.9731.0191.

34、0641.0690.9720.9641.0081.0002000.9840.9720.9580.9420.9210.9140.9310.9691.0221.0751.0800.9680.9591.0091.0002500.9830.9710.9560.9380.9170.9090.9280.9681.0231.0801.0860.9660.9571.0101.000注：溫度在50及以下時取1.0，其他溫度按線性插值確定。表7.2.2-2 高溫下軸心受壓耐火鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)溫 度 （）100150200250300350400450500550600650700750800101.0001.

35、0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0011.0021.0031.0041.0051.006500.9990.9990.9990.9990.9990.9991.0001.0011.0031.0051.0091.0151.0191.0271.0301000.9950.9930.9910.9900.9910.9940.9991.0071.0211.0421.0751.1261.1651.2341.2591500.9920.9880.9850.9830.9850.9890.9971.0121.0361.0751.1391.2531.3521.5681.65

36、82000.9900.9860.9820.9810.9820.9870.9971.0141.0421.0881.1661.3101.4451.7791.9412500.9900.9850.9820.9800.9820.9860.9971.0151.0451.0941.1791.3391.4941.8972.108注：溫度在50及以下時取1.0，其他溫度按線性插值確定。7.2.3 高溫下，單軸受彎鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算：(7.2.3-1)式中火災(zāi)時最不利截面處的彎矩設(shè)計值；最不利截面的凈截面模量；截面塑性發(fā)展系數(shù)；對于工字型截面、，對于箱形截面，對于圓鋼管截面。7.2.4 高溫下，單軸受彎鋼構(gòu)

37、件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算(7.2.4-1)(7.2.4-2)式中火災(zāi)時構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計值；按受壓纖維確定的構(gòu)件毛截面模量；高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；常溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（基于彈性階段），按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017）有關(guān)規(guī)定計算，但當(dāng)所計算的時，不作修正；高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)，按表7.2.4-1、表7.2.4-2確定。表7.2.4-1 高溫下受彎普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)溫度（）201001502002503003504004505001.0000.9800.9660.9490.9290.9050.8960.9170.9621.027溫度（）5506006

38、5070075080085090095010001.0941.1010.9610.9501.0111.0000.8700.7690.6900.625表7.2.4-2 高溫下受彎耐火鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù)溫度（）201001502002503003504004505001.0000.9880.9820.9780.9770.9780.9840.9961.0171.052溫度（）55060065070075080085090095010001.1111.2141.4191.6302.2562.6402.5331.2001.4001.6007.2.5 高溫下，拉彎或壓彎鋼構(gòu)件的強(qiáng)度，應(yīng)按下式驗(yàn)算：(7.

39、2.5)式中N火災(zāi)時構(gòu)件的軸力設(shè)計值；、火災(zāi)時最不利截面處的彎矩設(shè)計值，分別對應(yīng)于強(qiáng)軸x軸和弱軸y軸；最不利截面的凈截面面積；、分別為對強(qiáng)軸x軸和弱軸y軸的凈截面模量；、分別為繞強(qiáng)軸彎曲和繞弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù)，對于工字型截面、，對于箱形截面，對于圓鋼管截面。7.2.6 高溫下，壓彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗(yàn)算：1 繞強(qiáng)軸x軸彎曲：(7.2.6-1)2 繞弱軸y軸彎曲：(7.2.6-2)式中火災(zāi)時構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計值；、分別為火災(zāi)時所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)對強(qiáng)軸和弱軸的最大彎矩設(shè)計值；構(gòu)件的毛截面面積；、分別為對強(qiáng)軸和弱軸的毛截面模量；、分別為高溫下繞強(qiáng)軸彎曲和繞弱軸彎曲的參數(shù)；、分別為對強(qiáng)軸和

40、弱軸的長細(xì)比；、高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對應(yīng)于強(qiáng)軸失穩(wěn)和弱軸失穩(wěn)，按式(7.2.2-2)計算；、高溫下均勻彎曲受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對應(yīng)于強(qiáng)軸失穩(wěn)和弱軸失穩(wěn)，按式(7.2.4-2)計算；、分別為繞強(qiáng)軸彎曲和繞弱軸彎曲的截面塑性發(fā)展系數(shù)，對于工字型截面、，對于箱形截面，對于圓鋼管截面；截面影響系數(shù)，對于閉口截面，對于其它截面；、彎矩作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017）確定；、彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017）確定。7.3 鋼框架梁、柱的抗火承載力驗(yàn)算7.3.1 火災(zāi)時，按圖7.3.1所示鋼框架柱承載

41、力極限狀態(tài)，應(yīng)按下式驗(yàn)算其高溫承載力：(7.3.1)式中火災(zāi)時框架柱所受的軸力設(shè)計值，應(yīng)考慮溫度內(nèi)力的影響；框架柱的毛截面面積；高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，按式(7.2.2-2)計算，其中框架柱計算長度取構(gòu)件高度；圖7.3.1 梁升溫使柱端屈服7.3.2 火災(zāi)時，按圖7.3.2所示鋼框架梁承載力極限狀態(tài)，應(yīng)按下式驗(yàn)算其高溫承載力：(7.3.2-1)(7.3.2-2)(7.3.2-3)式中梁上荷載產(chǎn)生的最大彎矩設(shè)計值，不考慮溫度內(nèi)力；當(dāng)梁承受的荷載為非均布荷載時，可按簡支梁跨間最大彎矩等效的原則，將其等效為均布荷載；火災(zāi)時梁承受的均布荷載設(shè)計值；梁的跨度；與梁端部連接有關(guān)的參數(shù)，當(dāng)梁兩端鉸接

42、時，當(dāng)梁兩端剛接時；高溫下梁截面的塑性抵抗彎矩；梁截面的塑性截面模量。(a) 梁端鉸接 (b) 梁端剛接圖7.3.2 框架梁的極限狀態(tài)7.4 基本鋼構(gòu)件的臨界溫度7.4.1 軸心受拉鋼構(gòu)件根據(jù)其截面強(qiáng)度荷載比，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2確定構(gòu)件的臨界溫度。其中，按下式計算：(7.4.1)式中火災(zāi)時構(gòu)件的軸向拉力設(shè)計值；構(gòu)件的凈截面面積；常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值。表7.4.1-1 普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比確定的臨界溫度（）0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90676656636617599582564546528

43、510492472452表7.4.1-2 耐火鋼構(gòu)件根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比確定的臨界溫度（）0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.907267137026906776616436225995715374974477.4.2 軸心受壓鋼構(gòu)件的臨界溫度應(yīng)取以下兩個臨界溫度、中的較小者：1 臨界溫度根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2確定。其中，可按下式計算：(7.4.2-1)式中，火災(zāi)時構(gòu)件所受的軸壓力；2 臨界溫度：根據(jù)構(gòu)件穩(wěn)定荷載比和構(gòu)件長細(xì)比，可按表7.4.2-1、表7.4.2-2確定。其中，可按下式計算(7.4

44、.2-2)式中構(gòu)件的毛截面面積；常溫下軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。表7.4.2-1 軸心受壓普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件穩(wěn)定荷載比確定的臨界溫度（）0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.9050676655636618600582565547529511492472451100674653636620605589571554535515494471444150672652636622608594577560542520496469437200672651636622609596579562545522497468433表7.4.2-2 軸心受

45、壓耐火鋼構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件穩(wěn)定荷載比確定的臨界溫度（）0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90507277147046926796636466256025735394984481007457297177066966846706536326025665184561507727557397257137036926806646435995424672007887707547387247117016906766586285564717.4.3 單軸受彎鋼構(gòu)件的臨界溫度應(yīng)取以下兩個臨界溫度、中的較小者：1 臨界溫度根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2確定。其中