建筑鋼結構防火技術規(guī)范.doc

建筑鋼結構防火技術規(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構的火災危害，保護人身和財產安全，經濟、合理地進行鋼結構抗火設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構和組合結構的抗火設計和防火保護。1.0.3 本規(guī)范是以火災高溫下鋼結構的承載力極限狀態(tài)為基礎，根據(jù)概率極限狀態(tài)設計法的原則制定的。1.0.4 建筑鋼結構的抗火設計與防火保護，除應符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應符合我國現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2 術語和符號2.1 術 語2.1.1 火災荷載密度 fire 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 標準火災升溫 standard fire temperature-time curve國際標準ISO834給出的用于進行建筑構件耐火試驗的爐內平均溫度與時間的關系曲線。2.1.3 等效曝火時間 equivalent time of fire exposure在非標準火災升溫條件下，火災在時間內對構件或結構的作用效應與標準火災在時間內對同一構件或結構（外荷載相同）的作用效應相同，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在火災條件下，構件或結構的承載力與外加作用（包括荷載和溫度作用）產生的組合效應相等時的狀態(tài)。2.1.5 臨界溫度 critical temperature假設火災效應沿構件的長度和截面均勻分布，當構件達到抗火承載力極限狀態(tài)時構件截面上的溫度。2.1.6 荷載比 load level, load ratio火災下構件的承載力與常溫下相應的承載力的比值。2.1.7 鋼管混凝土構件 concrete-filled steel tube在圓形或矩形鋼管內填灌混凝土而形成，且鋼管和混凝土在受荷全工程中共同受力的構件。2.1.8 組合構件 composite component截面上由型鋼與混凝土兩種材料組合而成的構件。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 屋頂承重構件 load bearing roof component用于承受屋面荷載的主要結構構件。例如，組成屋頂網架、網殼、桁架的構件和屋面梁、支撐等。屋面檁條一般不當作屋蓋承重構件，但當檁條同時起屋蓋結構系統(tǒng)的支撐作用時，則應當作屋蓋承重構件。2.1.10 自動噴水滅火系統(tǒng)全保護 total sprinkler system建筑物內除面積小于5m2的衛(wèi)生間外，均設有自動噴水滅火系統(tǒng)的保護。2.2 符 號構件的毛截面面積；一個翼緣的截面面積；梁腹板的截面面積；構件單位長度綜合傳熱系數(shù)；與梁端部約束情況有關的常數(shù)；鋼材的比熱容；防火保護層的比熱容；保護層的厚度；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；單位長度構件的受火表面積；單位長度構件保護層的內表面積；構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；構件截面慣性矩；火災下鋼管混凝土柱承載力影響系數(shù)；構件的長度、跨度；構件的計算長度；受火構件按等效作用力分析得到的桿端彎矩；塑性彎矩；受火構件的桿端溫度彎矩；、構件的最大彎矩設計值；構件的軸力設計值；、高溫下構件的承載力參數(shù)；受火構件按等效作用力分析得到的軸力；受火構件的軸向溫度內力；保護層中的含水率（質量百分比）；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；高溫下結構或構件的設計承載力；結構或構件的荷載效應組合；高溫下結構或構件內的作用效應組合；受火時間或耐火時間；構件溫度達到100所需的時間；結構或構件的耐火時間；等效曝火時間；結構或構件的耐火極限；延遲時間；梁腹板的厚度；受火前鋼構件的內部溫度；、受火構件兩側或上、下翼緣的溫度；結構或構件的臨界溫度；實際的室內火災升溫；火災發(fā)生前的室內平均空氣溫度；對應時刻的室內平均空氣溫度；鋼構件溫度；在耐火極限時間內結構或構件的最高溫度；單位長度構件的體積；構件的截面塑性模量；、構件繞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)；結構抗火重要性系數(shù)；鋼構件的抗力分項系數(shù)，抗火設計中鋼材強度調整系數(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)；高溫下鋼材強度折減系數(shù)；鋼材的泊松比；構件的長細比；保護材料的熱傳導系數(shù)；鋼材的熱傳導系數(shù)；保護層的密度；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；構件或結構的溫度變化；3 鋼結構防火要求3.0.1 單、多層建筑和高層建筑中的各類鋼構件、組合構件等的耐火極限不應低于表3.0.1和本章的相關規(guī)定。當?shù)陀谝?guī)定的要求時，應采取外包覆不燃燒體或其他防火隔熱的措施。表3.0.1 單、多層和高層建筑構件的耐火極限 耐火等級耐火極限(h)構件名稱單、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、大型機械裝配車間、卷煙生產車間、印刷車間等及類似的車間，當建筑耐火等級較高時，吊車梁體系的耐火極限不應低于表中梁的耐火極限要求。2.1.11 屋頂承重構件 load bearing roof component用于承受屋面荷載的主要結構構件。例如，組成屋頂網架、網殼、桁架的構件和屋面梁、支撐等。屋面檁條一般不當作屋蓋承重構件，但當檁條同時起屋蓋結構系統(tǒng)的支撐作用時，則應當作屋蓋承重構件。3.0.2 鋼結構公共建筑和用于丙類和丙類以上生產、倉儲的鋼結構建筑中，宜設置自動噴水滅火系統(tǒng)全保護。3.0.3 當單層丙類廠房中設有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時，各類構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）中的構件，可不采取防火保護措施。3.0.5 當單、多層一般公共建筑和居住建筑中設有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時，各類構件的耐火極限可按表3.0.1中相應的規(guī)定降低0.5h。3.0.6 單、多層一般公共建筑和甲、乙、丙類廠、庫房的屋蓋承重構件，當設有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護，且屋蓋承重構件離地（樓）面的高度不小于6m時，該屋蓋承重構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的相應的規(guī)定降低0.5h。3.0.8 當空心承重鋼構件中灌注防凍、防腐并能循環(huán)的溶液，且建筑中設有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護時，其承重結構可不再采取其它防火保護措施。3.0.9 當多、高層建筑中設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有正壓送風系統(tǒng)時，樓梯間中的鋼結構可不采取其它防火保護措施；當多層建筑中的敞開樓梯、敞開樓梯間采用鋼結構時，應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，可采用有科學依據(jù)的性能化設計方法，模擬實際火災升溫，分析結構的抗火性能，采取合理、有效的防火保護措施，保證結構的抗火安全。4 材料特性4.1 鋼 材4.1.1 在高溫下，鋼材的有關物理參數(shù)應按表4.1.1采用。表4.1.1 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)1.410-5m/(m)熱傳導系數(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)行鋼結構設計規(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，普通鋼材的屈服強度應按下式計算：(4.1.3-1)(4.1.3-2)(4.1.3-3)式中溫度為時鋼材的屈服強度（N/mm2）；常溫下鋼材的屈服強度（N/mm2）；常溫下鋼材的強度設計值（N/mm2），按現(xiàn)行鋼結構設計規(guī)范（GB 50017）確定；鋼構件抗力分項系數(shù)，近似??；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)和屈服強度折減系數(shù)應分別按式（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，普通混凝土的有關物理參數(shù)按下列規(guī)定采用：1 熱傳導系數(shù)1) 硅質骨料混凝土：(4.2.1-1)式中溫度為T時混凝土的熱傳導系數(shù) W/(m)；T混凝土的溫度（）。2) 鈣質骨料混凝土：(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)行混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010）確定。4.2.3 在高溫下，混凝土的抗壓強度應按下式計算：(4.2.3)式中fcT高溫下混凝土的抗壓強度；fc常溫下混凝土的抗壓強度，按現(xiàn)行混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010）確定；普通混凝土的抗壓強度折減系數(shù)，按表4.2.3確定。表4.2.3 高溫下混凝土強度折減系數(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，應根據(jù)有關標準通過高溫材性試驗確定。4.3 防火涂料4.3.1 當鋼結構采用防火涂料保護時，可采用膨脹型或非膨脹型防火涂料。4.3.2 鋼結構防火涂料的技術性能除應符合現(xiàn)行國家標準鋼結構防火涂料（GB 14907）的規(guī)定外，還應符合下列要求：1 生產廠家應提供非膨脹型防火涂料的熱傳導系數(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，當采用干式噴涂施工工藝時，應有防止粉塵、纖維飛揚的可靠措施。4.4 防火板4.4.1 當鋼結構采用防火板保護時，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 防火板材應符合下列要求：1 應為不燃性材料；2 受火時不炸裂，不產生穿透裂紋；3 生產廠家應提供產品的熱傳導系數(shù)（500時）或等效熱傳導系數(shù)、密度和比熱容等參數(shù)。防火板的等效熱傳導系數(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 鋼結構也可采用粘土磚、C20混凝土或金屬網抹M5砂漿等其他隔熱材料作為防火保護層。4.5.2 當采用其它防火隔熱材料作為鋼結構的防火保護層時，生產廠家除應提供強度和耐候性參數(shù)外，尚應提供熱傳導系數(shù)（500時）或等效熱傳導系數(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系數(shù)可參照附錄A的規(guī)定測定。5 抗火設計基本規(guī)定5.1 抗火極限狀態(tài)設計要求5.1.1 當滿足下列條件之一時，應視為鋼結構構件達到抗火承載力極限狀態(tài)：1 軸心受力構件截面屈服。2 受彎構件產生足夠的塑性鉸而成為可變機構。3 構件整體喪失穩(wěn)定；4 構件達到不適于繼續(xù)承載的變形。5.1.2 當滿足下列條件之一時，應視為鋼結構整體達到抗火承載力極限狀態(tài)：1 結構產生足夠的塑性鉸形成可變機構。2 結構整體喪失穩(wěn)定。5.1.3 鋼結構的抗火設計應滿足下列要求之一：1 在規(guī)定的結構耐火極限時間內，結構或構件的承載力不應小于各種作用所產生的組合效應，即：(5.1.3-1)2 在各種荷載效應組合下，結構或構件的耐火時間不應小于規(guī)定的結構或構件的耐火極限，即：(5.1.3-2)3 結構或構件的臨界溫度不應低于在耐火極限時間內結構或構件的最高溫度，即：(5.1.3-3)5.2 一般規(guī)定5.2.1 在一般情況下，可僅對結構的各構件進行抗火計算，滿足構件抗火設計要求。5.2.2 當進行結構某一構件的抗火驗算時，可僅考慮該構件的受火升溫。5.2.3 有條件時，可對結構整體進行抗火計算，使其滿足結構抗火設計的要求。此時，應進行各構件的抗火驗算。5.2.4 進行結構整體抗火驗算時，應考慮可能的最不利火災場景。5.2.5 對于跨度大于80m或高度大于100m的建筑結構和特別重要的建筑結構，宜對結構整體進行抗火驗算，按最不利的情況進行抗火設計。5.2.6 對第5.2.5條規(guī)定以外的結構，當構件的約束較大時，如在內力組合中不考慮溫度作用，則其防火保護層設計厚度應按計算厚度增加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件保護層厚度的較大值。6 溫度作用及其效應組合6.1 室內火災空氣升溫6.1.1 一般工業(yè)與民用建筑的室內火災空氣溫度可下式計算：(6.1.1)式中(t)對應于時刻的室內平均空氣溫度（）；火災發(fā)生前的室內平均空氣溫度，取20；升溫時間（min）。6.1.2 當能準確確定建筑室內有關參數(shù)時，可按附錄B方法計算室內火災的空氣溫度，也可按其它轟燃后的火災模型計算室內火災的空氣溫度。6.1.3 實際的室內火災升溫在任意時刻對結構的影響，可等效為標準火災升溫在等效曝火時刻對結構的影響。本規(guī)范以鋼構件溫度相等為等效原則。當采用附錄B方法計算室內火災的空氣溫度時，等效曝火時間可按下式計算：(6.1.3-1)(6.1.3-2)式中等效曝火時間（min）；開口因子（m1/2）；設計火災荷載密度（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）；包括門窗在內的房間六壁面積之和（m2）。6.2 高大空間火災空氣升溫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 高大空間建筑火災中的空氣升溫過程可按下式確定：(6.2.2)式中對應于時刻，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（）；火災發(fā)生前高大空間內平均空氣溫度，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；根據(jù)火源功率類型和火災增長類型，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；且當時，；系數(shù)，按附錄D確定。6.2.3 火源功率設計值應根據(jù)建筑物實際可燃物的情況，選取一合理數(shù)值。根據(jù)火源功率設計值，可按表6.2.3確定火災功率類型。表6.2.3 火源功率類型火源類型（MW）小功率火災156.2.4 火災增長類型可根據(jù)可燃物類型按表6.2.4確定。表6.2.4 火災增長類型 可燃物類型火災增長類型密實木材，廢紙筐慢速實木家俱，塑料制品，化學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 鋼構件升溫計算6.3.1 火災下鋼構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；鋼構件溫度（）；火災下鋼構件周圍空氣溫度（）；鋼構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 鋼構件單位長度綜合傳熱系數(shù)可按下列公式計算：1 構件無防火保護層時：(6.3.2-1)(6.3.2-2)式中構件單位長度的受火表面積（m2/m）；構件單位長度的體積（m3/m）；對流傳熱系數(shù)，取W/(m2)；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=5.6710-8 W/(m2K4)。2 構件有非膨脹型保護層時：(6.3.2-3)式中保護材料的比熱容 ；保護材料密度（）；保護材料厚度（m）；保護材料500時的熱傳導系數(shù)或等效熱傳導系數(shù) W/(m3)；構件單位長度防火保護材料的內表面積（m2/m）。各類構件的值可按附錄E采用。6.3.3 有非膨脹型防火保護層的鋼構件，當構件溫度不超過600時，在標準火災升溫條件下其內部溫度可按下式近似計算：(6.3.3)式中火災前構件的初始溫度，取為20；t火災升溫時間(s)，當為非標準火災升溫時，用第6.1.3條確定的等效曝火時間代替。6.3.4 在標準火災升溫條件下，無防火保護層的鋼構件和采用不同參數(shù)防火被覆構件的升溫也可按附錄F查表確定。6.3.5 當鋼構件的防火被覆中含有水分時，宜考慮鋼構件的升溫延遲現(xiàn)象。其內部溫度可按下式計算(6.3.4)式中延遲時間，(s)；構件溫度達到100的時間；P保護層中的含水率（質量百分比）；考慮延遲現(xiàn)象的影響時，構件在時刻的內部溫度；不考慮延遲現(xiàn)象的影響時，構件在時刻的內部溫度，按第6.3.1、6.3.3或6.3.4條確定。當有實測數(shù)據(jù)時，延遲時間可采用實測值。當采用由附錄A確定的防火被覆的等效熱傳導系數(shù)計算鋼構件的升溫時，可不考慮防火被覆中水分引起的延遲時間。6.4 結構內力分析6.4.1 在進行鋼結構抗火計算時，應考慮溫度內力和變形的影響。6.4.2 計算鋼結構中某一構件受火升溫的溫度內力和變形時，可將受火構件的溫度效應等效為桿端作用力（圖6.4.2），并將該作用力作用在與該桿端對應的結構節(jié)點上，然后按常溫下的分析方法進行結構分析，得到該構件升溫對結構產生的溫度內力和變形。其中，受火構件的溫度內力可按下式確定(6.4.2-1)(6.4.2-2)式中受火構件的軸向溫度內力（壓力）；按等效作用力分析得到的受火構件的軸力（受拉為正）；受火構件的桿端溫度彎矩（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構件的桿端彎矩（方向與圖6.4.2b所示方向一致為正）；、受火構件兩側或上下翼緣的溫度，對于有保護層鋼構件可?。皇芑鹎皹嫾臏囟?；溫度為時鋼材的彈性模量；A受火構件的截面面積；I受火構件的截面慣性矩；h受火構件的截面高度。 (a) 構件的升溫 (b) 等效作用力圖6.4.2 結構溫度效應等效為桿端作用力6.4.3 計算框架柱的溫度內力時，如僅考慮該柱升溫（相鄰柱不升溫），則該柱的溫度內力可根據(jù)計算結果折減30%。6.4.4 鋼結構構件抗火驗算時，受火構件在外荷載作用下的內力，可采用常溫下相同荷載所產生的內力乘以折減系數(shù)0.9。6.5 作用效應組合6.5.1 鋼結構抗火驗算時，可按偶然設計狀況的作用效應組合，采用下列較不不利的設計表達式：(6.5.1-1)(6.5.1-2)式中作用效應組合的設計值；永久荷載標準值的效應；火災下結構的標準溫度作用效應；樓面或屋面活荷載標準值的效應；風荷載標準值的效應；樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準建筑結構荷載規(guī)范GB 50009的規(guī)定取值；樓面或屋面活荷載的準永久值系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準建筑結構荷載規(guī)范GB 50009的規(guī)定取值；結構抗火重要性系數(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 鋼結構抗火驗算7.1 抗火設計步驟7.1.1 鋼結構構件抗火設計，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條進行作用效應組合。2 根據(jù)構件和荷載類型，按第7.4和7.5節(jié)有關條文，計算構件的臨界溫度。3 當保護材料為膨脹型時，保護層厚度可按試驗方法確定。當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) 由構件的臨界溫度、耐火極限（標準升溫時間或等效曝火時間）按附錄G查表確定構件單位長度綜合傳熱系數(shù)；2) 由下式計算保護層厚度：(7.1.2-1)3) 當或不便確定時，可偏于安全地按下式計算保護層厚度：(7.1.2-2)4) 當防火保護材料的平衡含水率較大（延遲時間大于5min），可先按式(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 設定防火被覆厚度。2 按第6.3節(jié)有關條文計算構件在要求的耐火極限下的內部溫度。3 按第4.1節(jié)有關條文確定高溫下鋼材的參數(shù)，按第6.4節(jié)有關條文計算構件在外荷載和溫度作用下的內力。4 按第5.2節(jié)規(guī)定進行結構分析（含溫度效應分析），并按第6.5節(jié)進行作用效應組合。5 根據(jù)構件和所受荷載的類型，按第7.2節(jié)和7.3節(jié)有關條文進行構件抗火承載力極限狀態(tài)驗算。6 當設定的防火被覆厚度不合適時（過小或過大），可調整防火被覆厚度，重復上述15步驟。7.1.4 鋼結構整體的抗火驗算可按下列步驟進行：1 設定結構所有構件一定的防火被覆厚度。2 確定一定的火災場景。3 進行火災溫度場分析及結構構件內部溫度分析。4 在6.5.1條規(guī)定的荷載作用下，分析結構的耐火時間是否滿足規(guī)定的耐火極限要求。5 當設定的結構防火被覆厚度不合適時（過小或過大），調整防火被覆厚度，重復上述14步驟。7.2 基本鋼構件的抗火承載力驗算7.2.1 高溫下，軸心受拉鋼構件或軸心受壓鋼構件的強度應按下式驗算：(7.2.1)式中火災下構件的軸向拉力或軸向壓力設計值；構件的凈截面面積；高溫下鋼材的強度折減系數(shù)；鋼構件的抗力分項系數(shù)，近似取；常溫下鋼材的強度設計值。7.2.2 高溫下，軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定性應按下式驗算：(7.2.2-1)(7.2.2-2)式中火災時構件的軸向壓力設計值；構件的毛截面面積；高溫下軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定系數(shù)；高溫下軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定驗算參數(shù)；對于普通結構鋼構件，根據(jù)構件長細比和構件溫度按表7.2.2-1確定，對于耐火鋼構件，按表7.2.2-2確定；常溫下軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準鋼結構設計規(guī)范（GB 50017）確定。表7.2.2-1 高溫下軸心受壓普通結構鋼構件的穩(wěn)定驗算參數(shù)溫 度 （）100150200250300350400450500550600650700750800101.0001.0001.0000.9990.9990.9990.9991.0001.0001.0011.0011.0001.0001.0001.000500.9990.9980.9970.9960.9940.9940.9950.9981.0021.0041.0050.9980.9971.0011.0001000.9920.9850.9780.9680.9570.9520.9630.9841.0111.0361.0390.9830.9781.0051.0001500.9860.9760.9640.9490.9310.9240.9400.9731.0191.0641.0690.9720.9641.0081.0002000.9840.9720.9580.9420.9210.9140.9310.9691.0221.0751.0800.9680.9591.0091.0002500.9830.9710.9560.9380.9170.9090.9280.9681.0231.0801.0860.9660.9571.0101.000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件的穩(wěn)定驗算參數(shù)溫 度 （）100150200250300350400450500550600650700750800101.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0011.0021.0031.0041.0051.006500.9990.9990.9990.9990.9990.9991.0001.0011.0031.0051.0091.0151.0191.0271.0301000.9950.9930.9910.9900.9910.9940.9991.0071.0211.0421.0751.1261.1651.2341.2591500.9920.9880.9850.9830.9850.9890.9971.0121.0361.0751.1391.2531.3521.5681.6582000.9900.9860.9820.9810.9820.9870.9971.0141.0421.0881.1661.3101.4451.7791.9412500.9900.9850.9820.9800.9820.9860.9971.0151.0451.0941.1791.3391.4941.8972.108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，單軸受彎鋼構件的強度應按下式驗算：(7.2.3-1)式中火災時最不利截面處的彎矩設計值；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，單軸受彎鋼構件的穩(wěn)定性應按下式驗算(7.2.4-1)(7.2.4-2)式中火災時構件的最大彎矩設計值；按受壓纖維確定的構件毛截面模量；高溫下受彎鋼構件的穩(wěn)定系數(shù)；常溫下受彎鋼構件的穩(wěn)定系數(shù)（基于彈性階段），按現(xiàn)行國家標準鋼結構設計規(guī)范（GB 50017）有關規(guī)定計算，但當所計算的時，不作修正；高溫下受彎鋼構件的穩(wěn)定驗算參數(shù)，按表7.2.4-1、表7.2.4-2確定。表7.2.4-1 高溫下受彎普通結構鋼構件的穩(wěn)定驗算參數(shù)溫度（）201001502002503003504004505001.0000.9800.9660.9490.9290.9050.8960.9170.9621.027溫度（）55060065070075080085090095010001.0941.1010.9610.9501.0111.0000.8700.7690.6900.625表7.2.4-2 高溫下受彎耐火鋼構件的穩(wěn)定驗算參數(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，拉彎或壓彎鋼構件的強度，應按下式驗算：(7.2.5)式中N火災時構件的軸力設計值；、火災時最不利截面處的彎矩設計值，分別對應于強軸x軸和弱軸y軸；最不利截面的凈截面面積；、分別為對強軸x軸和弱軸y軸的凈截面模量；、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、，對于箱形截面，對于圓鋼管截面。7.2.6 高溫下，壓彎鋼構件的穩(wěn)定性應按下式驗算：1 繞強軸x軸彎曲：(7.2.6-1)2 繞弱軸y軸彎曲：(7.2.6-2)式中火災時構件的軸向壓力設計值；、分別為火災時所計算構件段范圍內對強軸和弱軸的最大彎矩設計值；構件的毛截面面積；、分別為對強軸和弱軸的毛截面模量；、分別為高溫下繞強軸彎曲和繞弱軸彎曲的參數(shù)；、分別為對強軸和弱軸的長細比；、高溫下軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對應于強軸失穩(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件的穩(wěn)定系數(shù)，分別對應于強軸失穩(wěn)和弱軸失穩(wěn)，按式(7.2.4-2)計算；、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、，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；、彎矩作用平面內的等效彎矩系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準鋼結構設計規(guī)范（GB 50017）確定；、彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準鋼結構設計規(guī)范（GB 50017）確定。7.3 鋼框架梁、柱的抗火承載力驗算7.3.1 火災時，按圖7.3.1所示鋼框架柱承載力極限狀態(tài)，應按下式驗算其高溫承載力：(7.3.1)式中火災時框架柱所受的軸力設計值，應考慮溫度內力的影響；框架柱的毛截面面積；高溫下軸心受壓鋼構件的穩(wěn)定系數(shù)，按式(7.2.2-2)計算，其中框架柱計算長度取構件高度；圖7.3.1 梁升溫使柱端屈服7.3.2 火災時，按圖7.3.2所示鋼框架梁承載力極限狀態(tài)，應按下式驗算其高溫承載力：(7.3.2-1)(7.3.2-2)(7.3.2-3)式中梁上荷載產生的最大彎矩設計值，不考慮溫度內力；當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；火災時梁承受的均布荷載設計值；梁的跨度；與梁端部連接有關的參數(shù)，當梁兩端鉸接時，當梁兩端剛接時；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 基本鋼構件的臨界溫度7.4.1 軸心受拉鋼構件根據(jù)其截面強度荷載比，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2確定構件的臨界溫度。其中，按下式計算：(7.4.1)式中火災時構件的軸向拉力設計值；構件的凈截面面積；常溫下鋼材的強度設計值。表7.4.1-1 普通結構鋼構件根據(jù)截面強度荷載比確定的臨界溫度（）0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90676656636617599582564546528510492472452表7.4.1-2 耐火鋼構件根據(jù)截面強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 軸心受壓鋼構件的臨界溫度應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，火災時構件所受的軸壓力；2 臨界溫度：根據(jù)構件穩(wěn)定荷載比和構件長細比，可按表7.4.2-1、表7.4.2-2確定。其中，可按下式計算(7.4.2-2)式中構件的毛截面面積；常溫下軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)。表7.4.2-1 軸心受壓普通結構鋼構件根據(jù)構件穩(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 軸心受壓耐火鋼構件根據(jù)構件穩(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 單軸受彎鋼構件的臨界溫度應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：(