1、建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范CodeforFiresafetyofSteelBuildingStructures41總則1.0.1為防止和減小建筑鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)危害，保護人身和財產(chǎn)安全，經(jīng)濟、合理地進行鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計和采取防火保護措施，制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于新建、擴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。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，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)標準的規(guī)定。2術(shù)語和符號2.1術(shù)語2.1.1 火災(zāi)荷載密度fireloaddensity單位樓面

2、面積上可燃物的燃燒熱值，單位為MJ/m2。2.1.2 標準火災(zāi)升溫standardfiretemperature-timecurve國際標準ISO834給出的用于進行建筑構(gòu)件耐火試驗的爐內(nèi)平均溫度與時間的關(guān)系曲線。2.1.3 等效曝火時間equivalenttimeoffireexposure在非標準火災(zāi)升溫條件下，火災(zāi)在時間t內(nèi)對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)與標準火災(zāi)在時間te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t稱為前者的等效曝火時間。e2.1.4 抗火承載力極限狀態(tài)limitstateforfireresistance在火災(zāi)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

3、用）產(chǎn)生的組合效應(yīng)相等時的狀態(tài)。2.1.5 臨界溫度criticaltemperature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loadlevel,loadratio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-filledsteeltube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compositecomponent截面上由型鋼與混凝土兩種材料組合而成的構(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

4、屋頂承重構(gòu)件loadbearingroofcomponent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totalsprinklersystem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。2.2符號A構(gòu)件的毛截面面積；A一個翼緣的截面面積；fA梁腹板的截面面積；wB構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)；B與梁端部約束情況有關(guān)的常數(shù)nc鋼材的比熱容；sc防火保護層的比熱容；id保護層的厚度；iE常溫下鋼材的彈性模量；E

5、高溫下鋼材的彈性模量；Tf常溫下鋼材的設(shè)計強度；常溫下鋼材的屈服強度；高溫下鋼材的屈服強度；常溫下混凝土的抗壓強度；高溫下混凝土的抗壓強度；單位長度構(gòu)件的受火表面積Fi單位長度構(gòu)件保護層的內(nèi)表面積；ih構(gòu)件的截面高度或樓板厚度；hw梁腹板的高度；wh壓型鋼板截面高度dI構(gòu)件截面慣性矩；k火災(zāi)下鋼管混凝土柱承載力影響系數(shù)；rl構(gòu)件的長度、跨度；l0構(gòu)件的計算長度；Mfi受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的桿端彎矩fiM塑性彎矩；pMT受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩；TM、M構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計值；xyN構(gòu)件的軸力設(shè)計值；N、N高溫下構(gòu)件的承載力參數(shù)；EXTEXTNf受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的軸力；NT受火構(gòu)

6、件的軸向溫度內(nèi)力；TP保護層中的含水率（質(zhì)量百分比）；q梁（板）所受的均布荷載或等效均布荷載；qrrkiR、R、R、RxyRdt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準值；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)件溫度達到iooc所需的時間；tdtetmv廠gTg(0)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)t時刻的室內(nèi)平均空氣溫度

7、；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；i6Wp構(gòu)件的截面塑性模量；pW、W構(gòu)件繞x軸和繞y軸的毛截面模量;xya鋼材的熱膨脹系數(shù)；s0卩等效彎矩系數(shù)；m、t結(jié)構(gòu)抗火重要性系數(shù)；Y、7xyXT鋼構(gòu)件的抗力分項系數(shù)，抗火設(shè)計中鋼材強度調(diào)整系數(shù)截面塑性發(fā)展系數(shù)；nTs九高溫下鋼材彈性模量折減系數(shù)；高溫下鋼材強度折減系數(shù)；鋼材的泊松比；構(gòu)件的長細比；九保護材料的熱傳導(dǎo)系數(shù);i九鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)；sP保護層的密度；pscccr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)申b常溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù);4高溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù);bTAt時間增量；AT

8、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的溫度變化；293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，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0.750.500.50不要求屋頂承重構(gòu)件

9、、1.500.50廠、庫房民用1.501.00屋面支撐、系桿0.50不要求不要求疏散樓梯1.501.00廠、庫房民用0.750.50不要求注：對造紙車間，變壓器裝配車間、大型機械裝配車間、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。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。3.0.3當(dāng)單層丙類廠房中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時，各類構(gòu)件可不再采取防火保護措施。3.0.4丁、戊類廠、庫房（使用甲、乙、丙類液體或可燃氣體的部位除外）中的構(gòu)件，可不采取防火保護措施。3.0.5當(dāng)單

10、、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，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、防腐并能循環(huán)的溶液，且建筑中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時，其承重結(jié)構(gòu)可不再采取其它防火保護措施。3.0.9當(dāng)多、高層建筑中

11、設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護（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、有效的防火保護措施，保證結(jié)構(gòu)的抗火安全。4.1.14.1.2式中4.1.34材料特性4.1鋼材在高溫下，鋼材的有關(guān)物理參數(shù)應(yīng)按表4.1.1采用。參數(shù)名稱符號數(shù)值單位熱膨脹系數(shù)as1.4x10-5m/(mC)熱傳導(dǎo)系數(shù)九s45W/(mC)比熱容cs6

12、00J/(kgC)密度ps7850kg/m3泊桑比us0.3一表4.1.1高溫下鋼材的物理參數(shù)在高溫下，普通鋼材的彈性模量應(yīng)按下式計算：E=xETT(4.1.2-1)7T-47806T-4760s1000-T6T-2800s(4.1.2-2)溫度（C）；sETE20CT600Cs600CT1000Cs溫度為T時鋼材的初始彈性模量（N/mm2）；s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（GB50017）確定；高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)。在高溫下，普通鋼材的屈服強度應(yīng)按下式計算：臥=Tf(4.1.3-1)(4.1.3-2)1.020CT300C式中yT1.24x10-8T3-2

13、.096x10-5T2ss+9.228x10-3T-0.2168s300CT800Cs(4.1.3-3)0.5-T/2000s800CT1000C溫度為T時鋼材的屈服強度(N/mm2)；常溫下鋼材的屈服強度(N/mm2)；常溫下鋼材的強度設(shè)計值(N/mm2),按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017)確定；yR鋼構(gòu)件抗力分項系數(shù)，近似取丫=1.1；RR高溫下鋼材強度折減系數(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)x和屈服強度折減系數(shù)耳應(yīng)分別按式(4.1.5-1)和(4.1.5-2)確定。1T-201s252020

14、CT650C0.75-7(T-650)2500650CT900C(4.1.5-1)0.5-0.0005T900CT1000C6(T-768)35(T-918)20CT700C1000-T8(T-600)700CT1000C(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：=2-0.24T120+0.01220CT1200C式中(4.2.1-1)九溫度為T時混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)W/(mC)；cT混凝土的溫度(C)。2)鈣質(zhì)骨料混凝土：=1.6-0.16T120(T、2+0.0081120丿20CT1200C(4.2.1-

15、2)2 比熱容：=900+80T1120丿20CT1200C(4.2.1-3)式中c溫度為T時混凝土的比熱容J/(kgC)。c4.2.2 在高溫下，普通混凝土的初始彈性模量應(yīng)按下式計算：E=(0.830.0011T)Eeneryg60CTSdm(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t不應(yīng)小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火d極限t，即：mttdm(5.1.3-2)3結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度T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T，即：dmTTdm(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)件進行抗火計算，滿足構(gòu)件抗火設(shè)計要求。5.2.2 當(dāng)進行結(jié)

16、構(gòu)某一構(gòu)件的抗火驗算時，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)進行各構(gòu)件的抗火驗算。5.2.4 進行結(jié)構(gòu)整體抗火驗算時，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)整體進行抗火驗算，按最不利的情況進行抗火設(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，則其防火保護層設(shè)計厚度應(yīng)按計算厚度增加30%。5.2.7 連接節(jié)點的防火保護層厚度不得小于被連接構(gòu)件保護層厚度的較大值。6 溫度作用及其效應(yīng)組合6.1

17、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：T（t）T（0）=3451g（8t+1）gg（6.1.1）式中T（t）對應(yīng)于t時刻的室內(nèi)平均空氣溫度（C）；gT（0）火災(zāi)發(fā)生前的室內(nèi)平均空氣溫度，取20C；gt升溫時間（min）。6.1.2 當(dāng)能準確確定建筑室內(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，可等效為標準火災(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t可按下式計算:et

18、=9+(16.434m4.2231+0.3794)qeT(6.1.3-1)=0.53EAvhwAT(6.1.3-2)式中tee等效曝火時間（min）；開口因子（m1/2）；q設(shè)計火災(zāi)荷載密度（MJ/m2）,按附錄C計算;TA按門窗開口尺寸計算的房間開口面積（m2）；wh房間門窗洞口高度（m）；A包括門窗在內(nèi)的房間六壁面積之和（m2）。T6.2 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：TT(0)=Tk0.8e-Pt0.2e-0.1卩+(1)e3-x)/”(x,

19、z,t)z(6.2.2)式中T對應(yīng)于t時亥I，與火源中心水平距離為x(m)、與地面垂直距離為z(m)處的空(x,z,t)氣溫度(C)；T(0)火災(zāi)發(fā)生前高大空間內(nèi)平均空氣溫度，取20C；gT火源中心距地面垂直距離為z(m)處的最高空氣升溫(C),按附錄D確定；z0根據(jù)火源功率類型和火災(zāi)增長類型，按附錄D確定；b火源形狀中心至火源最外邊緣距離(m)；耳一一與火源中心水平距離為x(m)的溫度衰減系數(shù)(無量綱)，按附錄D確定；且當(dāng)xb時，n=1；卩系數(shù)，按附錄D確定。6.2.3 火源功率設(shè)計值Q應(yīng)根據(jù)建筑物實際可燃物的情況，選取一合理數(shù)值。根據(jù)火源功s率設(shè)計值Q，可按表6.2.3確定火災(zāi)功率類型。s

20、表6.2.3火源功率類型火源類型Q(MW)s小功率火災(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)增長類型密實木材，廢紙筐慢速實木家俱，塑料制品，化學(xué)纖維填充物中速部分聚合物家俱，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631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20C：T(t+At)=-B-T(t)-T(t)ht+T(t)spcgssss(6.3.1)式中At時間增量(s),不宜超過30s；T鋼構(gòu)件溫度(C)；sT火災(zāi)下鋼構(gòu)件周圍空氣溫度(C)；gB鋼構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)W/(m3-C)，按

21、第6.3.2條計算;c鋼材的比熱容，按表4.1.1取值；sP鋼材的密度，按表4.1.1取值。s6.3.2 鋼構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)B可按下列公式計算1構(gòu)件無防火保護層時：FB=(a+a)crV(6.3.2-1)a=qrr(T+273)4-(T+273)4gT-Tgs(6.3.2-2)式中FVacarr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a=25W/(m2C)；c輻射傳熱系數(shù)W/(m2C)；綜合輻射率，通常取=0.5；r斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù)，*5.67x10-8W/(m2K4)。2構(gòu)件有非膨脹型保護層時：B=.cP.dFdV2cpVss(6.3

22、.2-3)式中ciiPiidi九iFi保護材料的比熱容J/(kg-K)；保護材料密度(kg/m3)；保護材料厚度(m)；保護材料500C時的熱傳導(dǎo)系數(shù)或等效熱傳導(dǎo)系數(shù)W/(m3C)；構(gòu)件單位長度防火保護材料的內(nèi)表面積(m2/m)。各類構(gòu)件的F/V值可按附錄E采用。i6.3.3有非膨脹型防火保護層的鋼構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件溫度不超過600C時，在標準火災(zāi)升溫條件其內(nèi)部溫度可按下式近似計算：式中T(t)=0-;0.044+5.0x10-5B0.2)t+TT700C(6.3.3)ss0sT火災(zāi)前構(gòu)件的初始溫度，取為20C；s0t火災(zāi)升溫時間(s),當(dāng)為非標準火災(zāi)升溫時，用第6.1.3條確定的等效曝火時間t代替

23、。e6.3.4在標準火災(zāi)升溫條件下，無防火保護層的鋼構(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T(t)=T(t)ttss式中T(t)=100Cs(6.3.4)T(t)=T(t+1)ssv12Ppd2:ii九i延遲時間，（s）；tytt+1v構(gòu)件溫度達到100C的時間;P保護層中的含水率（質(zhì)量百分比）;T（t）考慮延遲現(xiàn)象的影響時，構(gòu)件在t時刻的內(nèi)部溫度；sT（t）不考慮延遲現(xiàn)象的影響時,構(gòu)件在t時刻的內(nèi)部溫度，按第6.3.1、6.3.3或6.3.4s條確定。當(dāng)有實測數(shù)據(jù)時，延遲時間t可采

24、用實測值。v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)點上，然后按常溫下的分析方法進行結(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N=N-NTTef(6.4.2-1)fT+TN=aEA_2TesT(2M二M-MTiTefi（6.4.2-2）EIMa（TT）T

25、ehs21式中NT受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力（壓力）；TNTeNf按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力（受拉為正）；M受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩（方向與圖6.4.2b所示M方向相反）；TiTeMTeM按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的桿端彎矩（方向與圖6.4.2b所示M方fiTe向一致為正）；、T受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度，對于有保護層鋼構(gòu)件可取T=T；1212T0受火前構(gòu)件的溫度；E溫度為(T+T)/2時鋼材的彈性模量；T12A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，

26、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)抗火驗算時，可按偶然設(shè)計狀況的作用效應(yīng)組合，采用下列較不不利的設(shè)計表達式：S=y(S+S+0S)m0GkTkfQk(6.5.1-1)S=y(S+S+0S+0.4S)m0GkTkqQkWk(6.5.1-2)式中S作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；mS永久荷載標準值的效應(yīng)；GKS火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的標準溫度作用效應(yīng)；TkSQk樓面或屋面活荷載標準值的效應(yīng)；QkS風(fēng)荷載標準值的效應(yīng)；Wk0f樓

27、面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定取值；Oq樓面或屋面活荷載的準永久值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定取值；Y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)定的步驟進行，承載力法按第7.1.3條規(guī)定的步驟進行。7.1.2臨界溫度法的步驟為：1按第6.5.1條進行作用效應(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T。d3當(dāng)保護材料為

28、膨脹型時，保護層厚度可按試驗方法確定。當(dāng)保護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T、耐火極限(標準升溫時間t或等效曝火時間t)按附錄G查表de確定構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)B；2)由下式計算保護層厚度：-1+J1+4krIV(F)2九(7.1.2-1)kc.p.2cpss3)當(dāng)k0.01或不便確定時，可偏于安全地按下式計算保護層厚度:刁九Fdf-riBV當(dāng)防火保護材料的平衡含水率P較大(延遲時間大于5min),可先按式(7.1.2-1)計算初(7.1.2-2)4)定厚度d，再按下式估計延遲時間：ipptvi(7.1.2-3)以(t-1)代替t重新按附錄G查表確定

29、構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù)B值，再根據(jù)式v(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)定進行結(jié)構(gòu)分析（含溫度效應(yīng)分析），并按第6.5節(jié)進行作用效應(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)條文進行構(gòu)件抗火承載力極限狀態(tài)驗算。6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

30、的抗火驗算可按下列步驟進行：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)件的強度應(yīng)按下式驗算N/nyfATRn（7.2.1）式中N火災(zāi)下構(gòu)件的軸向拉力或軸向壓力設(shè)計值；A構(gòu)件的凈截面面積；nn高溫下鋼材的強度折減系數(shù)；Ty鋼構(gòu)件的抗力分項系數(shù)，近似取yR=1.1；RRf常溫下鋼材的

31、強度設(shè)計值。7.2.2高溫下，軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗算nyf9ATRT(7.2.2-1)9=a9（7.2.2-2）式中N火災(zāi)時構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計值；A構(gòu)件的毛截面面積；9高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；Ta高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗算參數(shù)；對于普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件，根據(jù)構(gòu)件長c細比和構(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；9常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017）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)定驗算參數(shù)ac入1yV235溫度（C）100150200250300350400450500550600

32、650700750800101.0001.0001.0000.9990.9990.9990.9991.0001.0001.0011.0011.0001.0001.0001.000500.9990.9980.9970.9960.9940.9940.9950.9981.0021.0041.0050.9980.9971.0011.0001000.9920.9850.9780.9680.9570.9520.9630.9841.0111.0361.0390.9830.9781.0051.0001500.9860.9760.9640.9490.9310.9240.9400.9731.0191.0641.0

33、690.9720.9641.0081.0002000.9840.9720.9580.9420.9210.9140.9310.9691.0221.0751.0800.9680.9591.0091.0002500.9830.9710.9560.9380.9170.9090.9280.9681.0231.0801.0860.9660.9571.0101.000注：溫度在50C及以下時a取1.0,其他溫度a按線性插值確定。CC表7.2.2-2高溫下軸心受壓耐火鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗算參數(shù)aC丁溫度（C）九1L235100150200250300350400450500550600650700750800101

34、.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0011.0021.0031.0041.0051.006500.9990.9990.9990.9990.9990.9991.0001.0011.0031.0051.0091.0151.0191.0271.0301000.9950.9930.9910.9900.9910.9940.9991.0071.0211.0421.0751.1261.1651.2341.2591500.9920.9880.9850.9830.9850.9890.9971.0121.0361.0751.1391.2531.3521.5

35、681.6582000.9900.9860.9820.9810.9820.9870.9971.0141.0421.0881.1661.3101.4451.7791.9412500.9900.9850.9820.9800.9820.9860.9971.0151.0451.0941.1791.3391.4941.8972.108注：溫度在50C及以下時a取1.0,其他溫度a按線性插值確定。CC7.2.3高溫下，單軸受彎鋼構(gòu)件的強度應(yīng)按下式驗算：M/nyfyWTRJn（7.2.3-1）式中M火災(zāi)時最不利截面處的彎矩設(shè)計值；W最不利截面的凈截面模量；ny截面塑性發(fā)展系數(shù)；對于工字型截面y=1.05、y

36、=1.2，對于箱形截面xyy=y=1.05，對于圓鋼管截面y=y=1.15。xyxy7.2.4 高溫下，單軸受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗算M/nyf9WTRbT（7.2.4-1）a9a90.6bbbb9bT=11.07-0.2820.6a9bbbb（7.2.4-2）式中M火災(zāi)時構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計值；W按受壓纖維確定的構(gòu)件毛截面模量；9高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；bT9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)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)b設(shè)計規(guī)范（GB50017）有關(guān)規(guī)定計算，但當(dāng)所計算的9b0.6時，9不作bb修正；a高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗算參數(shù)，按表7.2.4-1、表7.2.4-2確定。b表7

37、24-1高溫下受彎普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗算參數(shù)。b溫度（C）20100150200250300350400450500ab1.0000.9800.9660.9490.9290.9050.8960.9170.9621.027溫度（C）5506006507007508008509009501000ab1.0941.1010.9610.9501.0111.0000.8700.7690.6900.625表7.2.4-2高溫下受彎耐火鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗算參數(shù)ab溫度（C）20100150200250300350400450500ab1.0000.9880.9820.9780.9770.9780.9840.9

38、961.0171.052溫度（C）5506006507007508008509009501000ab1.1111.2141.4191.6302.2562.6402.5331.2001.4001.6007.2.5 高溫下，拉彎或壓彎鋼構(gòu)件的強度，應(yīng)按下式驗算：NMM土l土inyfAyWyWTRnxnxyny（7.2.5）式中N火災(zāi)時構(gòu)件的軸力設(shè)計值；M、M火災(zāi)時最不利截面處的彎矩設(shè)計值，分別對應(yīng)于強軸x軸和弱軸y軸；xyA最不利截面的凈截面面積；nW、W分別為對強軸x軸和弱軸y軸的凈截面模量；nxnyy、y分別為繞強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xyY=1.05、y=1.2

39、，對于箱形截面y=Y=1.05，對于圓鋼管截面xyxyy=y=1.15。xy7.2.6高溫下，壓彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式驗算：1繞強軸x軸彎曲：N卩M卩M+mxx+nty_ynyf9AyW(10.8N/N)卩WtrxTxxExTbyTy(7.2.6-1)N=K2EA/(l.l九2)ExTTx2繞弱軸y軸彎曲：N卩M卩M+ntxx+myynyf9A9WyW(l0.8N/N)TRyTbxTxyyEyT(7.2.6-2)N=K2EA/(l.l九2)EyTTy式中N火災(zāi)時構(gòu)件的軸向壓力設(shè)計值；M、M分別為火災(zāi)時所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)對強軸和弱軸的最大彎矩設(shè)計值；xyA構(gòu)件的毛截面面積；W、W分別為對強軸和

40、弱軸的毛截面模量；xyN、N分別為高溫下繞強軸彎曲和繞弱軸彎曲的參數(shù)；ExTEyT九、九分別為對強軸和弱軸的長細比；xy9、9高溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對應(yīng)于強軸失穩(wěn)和弱軸失xTyT穩(wěn)，按式(7.2.2-2)計算；9、9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)于強軸失穩(wěn)和弱軸bxTbyT失穩(wěn)，按式(7.2.4-2)計算；y、y分別為繞強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xy面y=1.05、y=1.2，對于箱形截面y=y=1.05，對于圓鋼官截xyxy面y=y=l.l5；xy耳截面影響系數(shù)，對于閉口截面耳=0.7，對于其它截面耳=1.0；0、0彎矩作用平面內(nèi)的等效彎

41、矩系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范mxmy(GB50017)確定；0、0彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范txty(GB50017)確定。7.3鋼框架梁、柱的抗火承載力驗算7.3.1火災(zāi)時，按圖7.3.1所示鋼框架柱承載力極限狀態(tài)，應(yīng)按下式驗算其高溫承載力：N0.7nyf9ATRT(7.3.1)式中N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A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；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)按下式驗算其高溫承載力：MMqpT(7.3.2

42、-1)MT=WnTYRfTTR(7.3.2-2)BM=ql2q8(7.3.2-3)式中M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q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q火災(zāi)時梁承受的均布荷載設(shè)計值；l 梁的跨度；B與梁端部連接有關(guān)的參數(shù)，當(dāng)梁兩端鉸接時B=1，當(dāng)梁兩端剛接時nnB=0.5；nMT高溫下梁截面的塑性抵抗彎矩；W梁截面的塑性截面模量。p(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)其截面強度荷載比R，可按表741-1、表7.4.1-2確定構(gòu)件的臨界溫度Td。其中，R按下式計算:R亠Afn(7.4.1)式中N火災(zāi)時構(gòu)件的軸向拉力設(shè)計值A(chǔ)構(gòu)件的凈截面面積；nf常溫下鋼材的強度設(shè)計值。R0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90Td676656636617599582564546528510492472452表7.4.M普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件根據(jù)截面強度荷載比尺確定的臨界溫度Td(C)R0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90Td726713702690677661643622599571537497447表7.4.1-2耐火鋼構(gòu)件根據(jù)截