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地下公共建筑結(jié)構(gòu)抗火性能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目錄總則 5范圍 5規(guī)范性引用文件 5術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 6術(shù)語(yǔ) 6符號(hào) 7地下建筑性能化抗火設(shè)計(jì)的基本要求 11一般規(guī)定 11建筑抗火設(shè)防要求 12火災(zāi)場(chǎng)景 13結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)原則 14防火措施與隔熱保護(hù) 15火災(zāi)場(chǎng)景分析 17一般規(guī)定 17火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)定 17火災(zāi)場(chǎng)景模擬成果 18結(jié)構(gòu)材料與防火材料 19普通混凝土 19高強(qiáng)混凝土 22其它類型的混凝土 225.4鋼材 22防火板 25防火涂料 25其它防火隔熱材料 26火災(zāi)作用效應(yīng) 27構(gòu)件升溫計(jì)算 27火災(zāi)下結(jié)構(gòu)和構(gòu)件內(nèi)力和變形計(jì)算 29抗火驗(yàn)算 32一般規(guī)定 32抗火承載力極限驗(yàn)算 33隔熱極限狀態(tài)驗(yàn)算 36精細(xì)分析法 36防火保護(hù)措施 38保護(hù)措施及其選用原則 38防火保護(hù)構(gòu)造 388.3爆裂 43保護(hù)層 44附錄 46附錄A升溫曲線 46附錄B可燃材料的單位發(fā)熱量 51附錄CISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下鋼構(gòu)件的溫度場(chǎng) 52附錄D混凝土抗火承載力簡(jiǎn)化計(jì)算方法 60附錄E精細(xì)計(jì)算方法 67附錄F有保護(hù)層鋼構(gòu)件的截面系數(shù) 68附錄G非膨脹型防火涂料和防火板等效熱傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)試方法 70附條文說(shuō)明 75總則范圍為有效減輕地下公共建筑結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損害,制定本設(shè)計(jì)規(guī)范。計(jì),不包含上述建筑火災(zāi)后維修的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)性能化抗火設(shè)計(jì)應(yīng)以建筑的重要性分類和火災(zāi)危害性分析為基礎(chǔ)。術(shù)語(yǔ)和符號(hào)術(shù)語(yǔ)地下公共建筑Undergroundpublicbuilding位于地面以下,供人們進(jìn)行各種公共活動(dòng)的建筑??够鹪O(shè)防類別fire-resistancefortificationcategoryforstructure的程度等對(duì)建筑物進(jìn)行的等級(jí)劃分。火災(zāi)場(chǎng)景firescenario指火災(zāi)發(fā)展與蔓延的全過(guò)程。既包括建筑、可燃物等的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和分布,也包括火焰?zhèn)鞑?,煙氣流?dòng)等火災(zāi)發(fā)展與蔓延的動(dòng)態(tài)特性。特征火災(zāi)場(chǎng)景characteristicfirescenario用來(lái)表征某特定情況下的火災(zāi)場(chǎng)景??够鹦詰B(tài)水準(zhǔn)fireproofingperformancelevel在火災(zāi)條件下,結(jié)構(gòu)預(yù)期達(dá)到的性能水平??够鸪休d力極限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(包括荷載和溫度作用)產(chǎn)生的組合效應(yīng)相等時(shí)的狀態(tài)。隔熱極限狀態(tài)limitstateforinsulatingfire在火災(zāi)條件下,火災(zāi)即將“透過(guò)”構(gòu)件或結(jié)構(gòu)引燃隔壁房間常見(jiàn)可燃物時(shí)的狀態(tài)?;馂?zāi)作用效應(yīng)fireeffect火災(zāi)作用引起結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的變化的總稱。臨界溫度criticaltemperature假設(shè)火災(zāi)效應(yīng)沿構(gòu)件的長(zhǎng)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(shí)構(gòu)件截面上的溫度。受火面exposedsurface在火災(zāi)環(huán)境中,直接暴露在火中的結(jié)構(gòu)表面。背火面unexposedsurface在火災(zāi)環(huán)境中,沒(méi)有直接暴露在火中的結(jié)構(gòu)表面。2.1.3精細(xì)計(jì)算方法advancedmethod利用現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法同時(shí)結(jié)合材料高溫性能,對(duì)火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的真實(shí)響應(yīng)進(jìn)行的分析方法。符號(hào)A——構(gòu)件的毛截面面積;B——構(gòu)件單位長(zhǎng)度綜合傳熱系數(shù);Bn——與梁端部約束情況有關(guān)的常數(shù);C——軸向承重構(gòu)件的極限軸向壓縮變形量cc——混凝土的比熱容;cs——鋼材的比熱容;ci——防火保護(hù)層的比熱容;D——彎曲構(gòu)件極限彎曲變形量di——保護(hù)層的厚度;Es——常溫下鋼材的彈性模量;EsT——高溫下鋼材的彈性模量;F——單位長(zhǎng)度構(gòu)件的受火表面積;Fi——單位長(zhǎng)度構(gòu)件保護(hù)層的內(nèi)表面積;f——常溫下鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度;fy——常溫下鋼材的屈服強(qiáng)度;fyT——高溫下鋼材的屈服強(qiáng)度;fc——常溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度;fcT——高溫下混凝土的抗壓強(qiáng)度;H——軸向承載構(gòu)件初始高度h——構(gòu)件的截面高度或樓板厚度;I——構(gòu)件截面慣性矩;L——構(gòu)件的凈跨度l——構(gòu)件的長(zhǎng)度、跨度;Mfi——受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的桿端彎矩;Mq——梁上荷載產(chǎn)生的最大彎矩設(shè)計(jì)值Mp——塑性彎矩;MT——受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩;Nf——受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的軸力;NT——受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力;P——保護(hù)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;R——荷載比;Rd——高溫下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)承載力;Sm——高溫下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)的作用效應(yīng)組合;SmT——作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值SGK——永久荷載(含預(yù)應(yīng)力引起的次內(nèi)力)標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)STK——火災(zāi)下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)溫度作用效應(yīng)SQK——樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)t——受火時(shí)間或耐火時(shí)間;t'——構(gòu)件溫度達(dá)到100℃所需的時(shí)間;td——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火時(shí)間;tm——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火極限;tv——延遲時(shí)間;T——溫度Tc——混凝土溫度T0——受火前鋼構(gòu)件的內(nèi)部溫度;T1、T2——受火構(gòu)件兩側(cè)或上、下翼緣的溫度;Td——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度;Tb——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的背火面溫度Tg——對(duì)應(yīng)t時(shí)刻的室內(nèi)平均空氣溫度;Ts——鋼構(gòu)件溫度;Tm——在耐火極限時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的最高溫度;V——單位長(zhǎng)度構(gòu)件的體積;Wp——構(gòu)件的截面塑性模量;s——鋼材的熱膨脹系數(shù);0T——結(jié)構(gòu)耐火安全系數(shù)R——鋼構(gòu)件的抗力分項(xiàng)系數(shù),抗火設(shè)計(jì)中鋼材強(qiáng)度調(diào)整系數(shù);cT——高溫下混凝土的初始彈性模量折減系數(shù)sT——高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)cT——高溫下混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)tT——高溫下普通混凝土的抗拉強(qiáng)度折減系數(shù)T——高溫下鋼材強(qiáng)度折減系數(shù);s——鋼材的泊松比;c——混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)i——保護(hù)材料的熱傳導(dǎo)系數(shù);s——鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù);c——混凝土的密度;i——保護(hù)層的密度;s——鋼材的密度;——應(yīng)力(T)c——混凝土膨脹應(yīng)變c——對(duì)流傳熱系數(shù)r——輻射傳熱系數(shù);f——樓面活荷載的頻遇值系數(shù)q——樓面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)t——時(shí)間增量;T——構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的溫度變化;地下建筑性能化抗火設(shè)計(jì)的基本要求一般規(guī)定地下公共建筑抗火設(shè)防類別應(yīng)劃分為重要設(shè)防類(Ⅰ類)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(Ⅱ類)、適度設(shè)防類(Ⅲ類)三類。發(fā)生火災(zāi)會(huì)造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失以及嚴(yán)重社會(huì)影響的地下公共建筑。簡(jiǎn)稱Ⅰ類。共建筑。簡(jiǎn)稱Ⅱ類。害小的地下公共建筑。簡(jiǎn)稱Ⅲ類。常規(guī)火災(zāi)場(chǎng)景、不利火災(zāi)場(chǎng)景、特大火災(zāi)場(chǎng)景三級(jí)。周圍可燃物;部或區(qū)域的火災(zāi);特大火災(zāi)場(chǎng)景:建筑物內(nèi)部發(fā)生整體或大范圍的突發(fā)型火災(zāi)。個(gè)水準(zhǔn)。A級(jí).正常運(yùn)行水準(zhǔn):結(jié)構(gòu)受火時(shí)完好,過(guò)火后不需修理可繼續(xù)使用。B級(jí).C級(jí).生命安全水準(zhǔn):結(jié)構(gòu)受火時(shí)不倒塌,過(guò)火后不發(fā)生嚴(yán)重?fù)p毀。地下建筑結(jié)構(gòu)的抗火性態(tài)水準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)建筑的抗火設(shè)防類別和火災(zāi)場(chǎng)景確定。表3.1.4抗火設(shè)防類別常規(guī)火災(zāi)場(chǎng)景不利火災(zāi)場(chǎng)景特大火災(zāi)場(chǎng)景Ⅰ類A級(jí)A級(jí)B級(jí)Ⅱ類A級(jí)B級(jí)C級(jí)Ⅲ類B級(jí)C級(jí)C級(jí)地下公共建筑應(yīng)按照結(jié)構(gòu)的抗火性態(tài)水準(zhǔn)確定抗火設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)。表3.1.5結(jié)構(gòu)火災(zāi)性能指標(biāo)抗火性態(tài)水準(zhǔn)性能指標(biāo)A級(jí)防火材料耐火極限B級(jí)隔熱狀態(tài)C級(jí)承載力極限狀態(tài)地下公共建筑火災(zāi)性能化設(shè)防目標(biāo)如下:防止火災(zāi)擴(kuò)展或延緩火情增長(zhǎng),減少火災(zāi)損失;發(fā)生連續(xù)垮塌而影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性;保障建筑物內(nèi)財(cái)產(chǎn)的安全。縮短建筑功能的恢復(fù)周期。符合下列功能與規(guī)模的地下公共建筑,應(yīng)為重要設(shè)防類(I類)。城市防災(zāi)應(yīng)急的大規(guī)模物資儲(chǔ)備庫(kù);涉及國(guó)家安全的重要民防工程;兩線(不含)以上換乘或地下部分層數(shù)超過(guò)3層的大型地鐵車站;停車位超過(guò)500輛的大型地下停車庫(kù);擁有不少于5000觀眾座位的地下體育館;大型地下影劇院和音樂(lè)廳,面積不少于5000平方米的地下展覽館;藏書量超過(guò)10萬(wàn)冊(cè)的地下圖書館,或大型圖書館的地下藏書庫(kù);面積超過(guò)50000平方米、層數(shù)超過(guò)三層的大型地下商貿(mào)建筑和地下綜合體。使用功能和規(guī)模符合3.2.2條的類似或相近的建筑,應(yīng)為重要設(shè)防類類)。單體面積小于100平方米的地下運(yùn)動(dòng)館、健身房、地下商店,面積小于2000平方米的小型地下車庫(kù),以及面積不大于500適度設(shè)防類(III類)。與地上建筑合建的地下建筑,應(yīng)考慮地面建筑的重要性和使用功能?;馂?zāi)場(chǎng)景曲線列于附錄A。慢以及空間內(nèi)空氣升溫曲線確定。常規(guī)火災(zāi)場(chǎng)景:火災(zāi)過(guò)程中,熱釋放速率按美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)(NFPA)的t2模型計(jì)算為中速或快速;空氣升溫曲線不超過(guò)ISO-834。2.不利火災(zāi)場(chǎng)景:火災(zāi)過(guò)程中,熱釋放速率按NFPA的t2模型計(jì)算達(dá)到快速型,并出現(xiàn)短時(shí)間的轟燃現(xiàn)象;空氣溫度峰值達(dá)到10003.特殊火災(zāi)場(chǎng)景(主要是發(fā)生爆炸、以及存放大量易燃物場(chǎng)合出現(xiàn)火災(zāi)):火災(zāi)過(guò)程中,出現(xiàn)火源范圍大,火場(chǎng)溫度整體均超過(guò)1000℃,升溫曲線超過(guò)RABT曲線。火災(zāi)設(shè)防分類為Ⅲ類的地下建筑可不進(jìn)行火災(zāi)場(chǎng)景模擬。采用火災(zāi)場(chǎng)景模擬的地下建筑或其中的部分區(qū)域,若得到的空氣升溫曲線沒(méi)有ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線嚴(yán)厲,應(yīng)選擇ISO-834曲線?;馂?zāi)持續(xù)時(shí)間可按火災(zāi)場(chǎng)景模擬結(jié)果選取。未進(jìn)行火災(zāi)場(chǎng)景模擬的地下建筑,其空氣升溫曲線應(yīng)按以下方式選用:環(huán)境密閉程度高應(yīng)選擇RABT升溫曲線,否則宜選擇HC升溫曲線。火災(zāi)設(shè)防分類為III類的地下建筑,室內(nèi)空氣升溫曲線一般應(yīng)選擇ISO-834可選擇HC升溫曲線。地下建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)表3.4.1確定的耐火極限,選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)抗火設(shè)防類Ⅰ類的地下建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼混凝土結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu),并應(yīng)設(shè)計(jì)附加防火措施;抗火設(shè)防類Ⅱ類的地下建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼混凝土結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)設(shè)計(jì)附加防火措施;耐火時(shí)間不應(yīng)低于表3.4.1的要求。表3.4.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限(h)構(gòu)件或部件耐火極限結(jié)構(gòu)構(gòu)件柱3.00梁2.00樓板/頂板2.00承載墻3.00電梯井的墻2.00樓梯間的墻2.00疏散樓梯間1.50結(jié)構(gòu)的抗火承載力極限狀態(tài)規(guī)定如下:當(dāng)滿足下列條件之一時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)視為達(dá)到抗火承載力極限狀態(tài):構(gòu)件整體喪失穩(wěn)定;構(gòu)件產(chǎn)生足夠的塑性鉸而成為可變機(jī)構(gòu);構(gòu)件或連接因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞;構(gòu)件達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形。當(dāng)滿足下列條件之一時(shí),結(jié)構(gòu)整體應(yīng)視為達(dá)到抗火承載力極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的塑性鉸形成可變機(jī)構(gòu);結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡;結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)的隔熱極限狀態(tài)當(dāng)滿足下列條件之一時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)視為達(dá)到隔火極限狀態(tài):構(gòu)件出現(xiàn)可以使火焰或熱空氣穿過(guò)的裂縫;構(gòu)件背火面溫度足夠高,可以引燃附著的常見(jiàn)易燃物。當(dāng)滿足下列條件之一時(shí),結(jié)構(gòu)整體應(yīng)視為達(dá)到隔火極限狀態(tài):構(gòu)件的連接處產(chǎn)生可以使火焰或熱空氣穿過(guò)的裂縫;結(jié)構(gòu)背火面溫度足夠高,可以引燃相鄰空間的易燃物。件的抗火性能。構(gòu)件抗火驗(yàn)算時(shí),應(yīng)選擇相應(yīng)受火條件的空氣升溫曲線。3.4.5火災(zāi)設(shè)防分類為II和類的地下建筑,可僅對(duì)地下結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件進(jìn)行抗火極限狀態(tài)驗(yàn)算。采取防火保護(hù)措施?;馂?zāi)設(shè)防分類為III不再采取防火保護(hù)措施。火災(zāi)設(shè)防分類為類和類的地下公共建筑,需滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016)規(guī)定的防火分區(qū)、防火間隔、消防給水、消防通道、滅火設(shè)施、通風(fēng)、照明等要求?;馂?zāi)場(chǎng)景分析一般規(guī)定火災(zāi)場(chǎng)景分析的目標(biāo)如下:規(guī)律。為抗火性能化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。實(shí)的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)特性為基礎(chǔ)進(jìn)行研究。真實(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸和材料熱工性能。對(duì)于重要設(shè)防類(Ⅰ類)防排煙、水噴淋系統(tǒng)等條件的影響。備、電線、紙類、橡膠塑料等易燃物的地點(diǎn)。急逃生通道、消防通道等對(duì)疏散消防影響重要的地點(diǎn)?;鹪礊槌R?jiàn)可燃物單一物質(zhì)燃燒時(shí),其燃燒熱值可按附錄B計(jì)算可燃物火災(zāi)荷載得到火源強(qiáng)度。當(dāng)火災(zāi)為復(fù)雜燃燒過(guò)程,在可燃物有限的地下空間內(nèi)火源強(qiáng)度建議選擇2MW??紤]人為縱火及其它爆炸物時(shí),火源強(qiáng)度最低值建議選擇5MW。地鐵列車著火時(shí),單獨(dú)一輛列車的火源強(qiáng)度取7.5MW選擇5.0MW2.5MW?;馂?zāi)場(chǎng)景分析時(shí)火源持續(xù)時(shí)間不得低于6min地下建筑火源持續(xù)時(shí)間建議至少為3h。機(jī)械通風(fēng)口應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程設(shè)定送/排風(fēng)風(fēng)速,排風(fēng)風(fēng)速不宜大于10m/s。通道附近還需就計(jì)算煙氣溫度分布和空間能見(jiàn)度。施,在火災(zāi)場(chǎng)景初期6min內(nèi),建筑內(nèi)能見(jiàn)度應(yīng)滿足不小于10m的疏散要求。下人員和設(shè)備對(duì)風(fēng)速的要求。災(zāi)初期6min內(nèi)不宜超過(guò)60℃。結(jié)構(gòu)材料與防火材料普通混凝土高溫下的熱傳導(dǎo)系數(shù)應(yīng)按式(5.1.1)采用。 21.680.19Tc0.82 2
Tc
20℃
1200℃c 100
100 c
(5.1.1)式中:c——溫度為T時(shí)普通混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m?℃)];Tc——混凝土的當(dāng)前溫度(℃)。普通混凝土高溫下的比熱變化應(yīng)按式(5.1.2)確定。cc=900=900100)
20CTc100C100CTc200C
(5.1.2)cc=1000(Tc200)/2200CTc400Ccc=1100
400CTc1200C式中:cc——溫度為T時(shí)混凝土的比熱容[J/(kg?℃)]。高溫下普通混凝土的密度可認(rèn)為是與溫度無(wú)關(guān)的常量,取值宜按式(5.1.3)確定。cT0.95c式中:cT高溫下混凝土的密度(kg/m3);c常溫下混凝土的密度(kg/m3)。
(5.1.3)普通混凝土高溫下自由膨脹應(yīng)變可按混凝土骨料類型分別計(jì)算。1.硅質(zhì)骨料混凝土可由式(5.1.4-1)和(5.1.4-2)確定:cc c c T1.81049106T+2.31011Tcc c c
T(5.1.4-1)cc T1410cc
(5.1.4-2)cc——溫度為T時(shí)混凝土的自由膨脹應(yīng)變。2.鈣質(zhì)骨料混凝土可由式(5.1.4-3)和(5.1.4-4)確定:c c c c T1.21046106T+1.41011Tc c c c
T(5.1.4-3)c c T1210c c
(5.1.4-4)混凝土的熱膨脹系數(shù)可由高溫下的普通混凝土自由膨脹應(yīng)變計(jì)算。在高溫下,普通混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)可按式(5.1.6-1)-(5.1.6-4)計(jì)算。cT
c )c
20CT100C
(5.1.6-1)CTc700C(T)0.64+3.4010-3T7.95106T23.50CTc700CcT c c c c(5.1.6-2)CCT)33CCcT c c
(5.1.6-3)cT)=0
1000
(5.1.6-4)CCCC高溫下普通混凝土的抗拉強(qiáng)度折減系數(shù)可按式(5.1.7-1)和式(5.1.7-2)計(jì)算。CCtT)CC
(5.1.7-1)CCtTCC式中:tT——高溫下普通混凝土的抗拉強(qiáng)度折減系數(shù)
(5.1.7-2)CCCcT cT
(5.1.8-1)CTc700CcT c 1.86103CTc700CcT c
(5.1.8-2)CC 9704CCcT c
(5.1.8-3)cT
1000
(5.1.8-4)CCC高溫下普通混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可按式(5.1.9-1)和式(5.1.9-2)計(jì)算。f[2.2
1.4(
)20.2(
)3]0cT
0T=
0T 0T/0T
0T0T0TT./0T0T
1)2/
0T20CT1200C
(5.1.9-1)0T 2)1060T 式中:——應(yīng)力(N/mm2)——應(yīng)變fcT——高溫下普通混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度(N/mm2)0T——高溫下普通混凝土的峰值應(yīng)變;
(5.1.9-2)0——常溫下普通混凝土的峰值應(yīng)變,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010確定。定。不具備試驗(yàn)條件時(shí),可采用普通混凝土的物理參數(shù)。高溫下高強(qiáng)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度的折減系數(shù),按式(5.2.3-1)-(5.2.3-5)計(jì)算。cT1
(5.2.31)cT c ccT0.72
(5.2.32) 1.31
778℃
(5.2.33)cT c ccT0
4)5)性。非結(jié)構(gòu)類混凝土可以僅測(cè)試其極限耐火時(shí)間。鋼材在高溫下,鋼材的有關(guān)物理參數(shù)應(yīng)按表5.4.1采用。表5.4.1高溫下鋼材的物理參數(shù)參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)值單位熱膨脹系數(shù)s1.4×10-5m/(m·℃)熱傳導(dǎo)系數(shù)s45W/(m·℃)比熱容cs600J/(kg·℃)密度s7850kg/m3泊桑比s0.3-在高溫下,普通鋼材的彈性模量應(yīng)按下式計(jì)算:EsTTEs7Ts4780 20C
(5.4.2-1)4760 s s 1000
600C
1000CsT
2800 s ss 0 1000CTs
1200C (5.4.2-2)式中:Ts:溫度(℃);EsT:溫度為Ts時(shí)鋼材的初始彈性模量(N/mm2);Es:常溫下鋼材的彈性模量(N/mm2),按現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017)確定;sT: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(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算:fyTTfy
(5.4.3-1)fyRf
(5.4.3-2) 1.0 20C300C1.24108T32.096105T2 s s 9.228103T0.2168 300C
800CT 0.5
/
s s800CTs1000C 0
1000C
(5.4.3-3)s式中:fyT:溫度為T時(shí)鋼材的屈服強(qiáng)度(N/mm2);sfy:常溫下鋼材的屈服強(qiáng)度(N/mm2);f:常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2),按現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017)確定;RR:鋼構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù),近似取 1.1;RT:高溫下鋼材強(qiáng)度折減系數(shù)。(5.4.2-1)和式(5.4.2-1)T和屈服強(qiáng)度折減系數(shù)T應(yīng)分別按式(5.4.4-1)和(5.4.4-2)確定。 1 2520
20C
650C 0.75
650C
900CsT
s900CTs1000C0 1000C0
1200C
(5.4.4-1)6(Ts768) 20C
700C918) s s1000Ts
700C
1000CT 8(T600) s ss 0 1000CTs
1200C (5.4.4-2)防火板度防火板。防火板材應(yīng)符合下列要求:應(yīng)為不燃性材料;受火時(shí)不炸裂,不產(chǎn)生穿透裂紋;生產(chǎn)廠家應(yīng)提供產(chǎn)品的熱傳導(dǎo)系數(shù)(500℃時(shí))密度和比熱容等參數(shù)。防火板的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)可按附錄G的規(guī)定測(cè)定。防火板和防火涂料應(yīng)能在地下空間潮濕的環(huán)境中保持工作性能。防火涂料當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)采用防火涂料保護(hù)時(shí),可采用膨脹型或非膨脹型防火涂料。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)性能除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》(GB14907)的規(guī)定外,還應(yīng)符合下列要求: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(shí))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G的規(guī)定測(cè)定。工藝時(shí),應(yīng)有防止粉塵、纖維飛揚(yáng)的可靠措施。對(duì)于裸露型鋼結(jié)構(gòu),耐火極限小于1.5h極限大于1.5h時(shí)應(yīng)選用厚型防火涂料;混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)選用厚型防火涂料。涂料中不應(yīng)含有石棉及甲醛等有害物質(zhì),在施工中及使用過(guò)程中不應(yīng)揮發(fā)有害物質(zhì)及刺激性氣味,在火災(zāi)高溫條件下不應(yīng)釋放有毒氣體。鋼結(jié)構(gòu)也可采用砌塊、混凝土或金屬網(wǎng)抹M5火保護(hù)層。數(shù)外,尚應(yīng)提供熱傳導(dǎo)系數(shù)(500℃時(shí))或等效熱傳導(dǎo)系數(shù)及密度、比熱容等參數(shù)。其它防火隔熱材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)可參照附錄G的規(guī)定測(cè)定?;馂?zāi)作用效應(yīng)平面構(gòu)件的溫度場(chǎng)簡(jiǎn)化為沿厚度方向的一維溫度場(chǎng)。構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)可通過(guò)按照《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》(GBT相關(guān)規(guī)定進(jìn)行或其它能保證結(jié)果正確性的試驗(yàn)獲得。并結(jié)合相應(yīng)的初始條件和邊界條件進(jìn)行計(jì)算?;炷两孛嬖谝粋€(gè)方向受到火災(zāi)作用時(shí),截面混凝土的溫度為:式中:
x0.18ln(Ux)0.81
(6.1.4-1)Ux
Kc ts4.17107s 10.0616ts KKcKc為熱擴(kuò)散率
c比例時(shí)間ts(/i)tbb/1550ib/1550kcckcccc
( AwhAwhw/At若在兩個(gè)方向都受火災(zāi)作用時(shí):[ns(nxny2nxny)nxny
(6.1.4-2)在ISO834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下,無(wú)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C查表確定?;馂?zāi)下鋼構(gòu)件的升溫可按下列增量法計(jì)算,其初始溫度取20℃:sgssT(tt)BT(t)T(t)tT(t)sgss
(6.1.6)scs式中t——時(shí)間增量(s),不宜超過(guò)30s;Ts——鋼構(gòu)件溫度(℃);Tg——火災(zāi)下鋼構(gòu)件周圍空氣溫度(℃);B——鋼構(gòu)件單位長(zhǎng)度綜合傳熱系數(shù)[W/(m3·℃)],按第6.1.7條計(jì)算;cs——鋼材的比熱容,按表5.4.1取值;s——鋼材的密度,按表5.4.1取值。B可按下列公式計(jì)算:1構(gòu)件無(wú)防火保護(hù)層時(shí):B()F
(6.1.7-1)c rVg(T273)4(T273)4grr
sTgTs
(6.1.7-2)式中 F——構(gòu)件單位長(zhǎng)度的受火表面積(m2/m);V——構(gòu)件單位長(zhǎng)度的體積(m3/m);c——對(duì)流傳熱系數(shù),取c25W/(m2·℃);r——輻射傳熱系數(shù)[W/(m2·℃)];rr——綜合輻射率,通常取r0.5;——斯蒂芬—波爾茲曼常數(shù),=5.67×10-8W/(m2K4)。2構(gòu)件有非膨脹型保護(hù)層時(shí):B1i
(6.1.7-3)1ciidi2cs
diV式中 ci——保護(hù)材料的比熱容[J/(kgK)];i——保護(hù)材料密度(kg/m3);id——保護(hù)材料厚度(m);ii——保護(hù)材料500℃時(shí)的熱傳導(dǎo)系數(shù)或等效熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m3·℃)];iiF——構(gòu)件單位長(zhǎng)度防火保護(hù)材料的內(nèi)表面積(m2/m)。各類構(gòu)件的Fi/V值可按附錄F采用。i當(dāng)鋼構(gòu)件的防火被覆中含有水分時(shí),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(jì)算=(t)=100C=(ttv12Pd2
t<ttttt>ttv
(6.1.8)tv iii式中tv——延遲時(shí)間,(s),當(dāng)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí),延遲時(shí)間tv可采用實(shí)測(cè)值。;式中t——構(gòu)件溫度達(dá)到100℃的時(shí)間;P——保護(hù)層中的含水率(質(zhì)量百分比);sT(t)——考慮延遲現(xiàn)象的影響時(shí),構(gòu)件在t時(shí)刻的內(nèi)部溫度;ssT(t)——不考慮延遲現(xiàn)象的影響時(shí),構(gòu)件在t時(shí)刻的內(nèi)部溫度,按第6.1.2、s6.1.3、6.1.5或6.1.6條確定。當(dāng)采用由附錄G確定的防火被覆的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)計(jì)算鋼構(gòu)件的升溫時(shí),可不考慮防火被覆中水分引起的延遲時(shí)間。利則不予考慮。計(jì)算結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件受火升溫的溫度內(nèi)力和變形時(shí),可將受火構(gòu)件的溫度效應(yīng)等效為桿端作用力(圖6.2.2),并將該作用力作用在與該桿端對(duì)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(duì)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NTNTeNf (6.2.2-1)N E
AT1T2TTe sT 0 2 MTiMTeMfi
(6.2.2-2)式中NT——Te h s2 1受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力(壓力);N式中NT——Te h s2 1受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力(壓力);Nf——按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力(受拉為正);MTi——受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩(方向與圖6.2.2b所示MTe方向相反);Mfi——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6.2.2b所示MTe方向一致為正);T1、T2——受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度,對(duì)于有保護(hù)層鋼構(gòu)件可取T1T2;T0——受火前構(gòu)件的溫度;ET——溫度為(T1T2)/2時(shí)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。
T)T2受火構(gòu)件T2受火構(gòu)件T1NTeTeMMTeNTe構(gòu)件的升溫 (b)等效作用力圖6.2.2結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)等效為桿端作用力計(jì)算鋼框架柱的溫度內(nèi)力時(shí),如僅考慮該柱升溫(相鄰柱不升溫),柱的溫度內(nèi)力可根據(jù)計(jì)算結(jié)果折減30%。相同荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力乘以折減系數(shù)0.9。若需要分析計(jì)算結(jié)構(gòu)、子結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的內(nèi)力和變形性能,應(yīng)使用附錄的數(shù)值分析方法,進(jìn)行分析??够痱?yàn)算一般規(guī)定在火災(zāi)下,有承載要求的構(gòu)件需滿足7.2條的相關(guān)規(guī)定。作為防火分區(qū)的一部分的隔火構(gòu)件,應(yīng)能滿足7.3條有關(guān)規(guī)定。既有承重要求,又有隔火要求的構(gòu)件應(yīng)同時(shí)滿足7.2和7.3的要求?;炷两Y(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗火性能可按6章的規(guī)定分析。復(fù)雜結(jié)構(gòu)可通過(guò)按照《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》(GBT9978.1)定進(jìn)行或其它能保證結(jié)果正確性的試驗(yàn)獲得。承載構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的承載力抗火設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求之一:RdSm,即:RdSm
(7.1.5-1)在各種荷載效應(yīng)組合下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火時(shí)間td或構(gòu)件的耐火極限tm,即:tdtm
(7.1.5-2)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度高溫度Tm,即:TdTm
(7.1.5-3)隔熱構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的隔火抗火設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求:在規(guī)定的結(jié)構(gòu)隔火時(shí)間內(nèi),結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的背火面溫度Tb不應(yīng)大于要求的最高溫度Ti,即:TbTi
(7.1.6-4)式:SmT0T(SGKSTKfSQK)
(7.2.1-1)SmT0T(SGKSTKqSQK)式中:SmT作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;SGK永久荷載(含預(yù)應(yīng)力引起的次內(nèi)力)STK火災(zāi)下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)溫度作用效應(yīng);SQK樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);
(7.2.1-2)f樓面活荷載的頻遇值系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009q樓面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500090T結(jié)構(gòu)耐火安全系數(shù),性態(tài)水準(zhǔn)A級(jí)的地下結(jié)構(gòu)取值1.30,B級(jí)為1.20,C級(jí)為1.15。溫度作用效應(yīng)溫度作用效應(yīng)主要是指溫度引起的軸力和彎矩,下列情況可不予考慮:認(rèn)為可以忽略或是對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利的支撐模型或邊界條件保守的考慮了這些荷載下列情況的溫度作用效應(yīng)必須考慮:有約束邊界構(gòu)件的熱膨脹,例如多層框架結(jié)構(gòu)中的柱子超靜定結(jié)構(gòu)差異熱膨脹,例如連續(xù)樓板熱梯度引起的內(nèi)力常溫荷載火災(zāi)時(shí)可能存在的所有荷載均需要考慮忽略火災(zāi)引起的荷載減小進(jìn)行構(gòu)件分析時(shí),可認(rèn)為內(nèi)的熱膨脹可以忽略。t=0是不變的。高溫普通混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-采用常溫下普通混凝土構(gòu)件的計(jì)算原則和方法,但鋼和混凝土的力學(xué)性能需依據(jù)截面溫度場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的修正。構(gòu)件高溫承載力驗(yàn)算中,鋼和混凝土的強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)值。在火災(zāi)時(shí),有承載要求的構(gòu)件,應(yīng)滿足:高溫下,結(jié)構(gòu)的承載力高于所受荷載;不產(chǎn)生不適于繼續(xù)承載的變形??箯潣?gòu)件的極限彎曲變形量式中:L
DL20
(7.2.4-1)軸向承重構(gòu)件的極限軸向壓縮變形量CH100
(7.2.4-2)式中:H初始高度,單位為毫米(mm)。計(jì)算方法見(jiàn)附錄D。高溫下鋼框架梁承載力驗(yàn)算可在條款1或2參考相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)抗火規(guī)范計(jì)算?;馂?zāi)時(shí),按圖7.2.6承載力:MqMpT
(7.2.6-1)MpTWpTRfMBnql2q 8
(7.2.6-2)(7.2.6-3)式中Mq梁上荷載產(chǎn)生的最大彎矩設(shè)計(jì)值,不考慮溫度內(nèi)力;當(dāng)梁承受的荷載為非均布荷載時(shí),可按簡(jiǎn)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(shí)梁承受的均布荷載設(shè)計(jì)值;l——梁的跨度;Bn與梁端部連接有關(guān)的參數(shù),當(dāng)梁兩端鉸接時(shí)Bn1,當(dāng)梁兩端剛接時(shí)Bn0.5;MpT——高溫下梁截面的塑性抵抗彎矩;Wp——梁截面的塑性截面模量。qqqq梁端鉸接 (b)梁端剛接圖7.2.6框架梁的極限狀態(tài)鋼框架梁的臨界溫度可按表7.2.6-1、表7.2.6-2確定。其截面強(qiáng)度荷載R可按下式計(jì)算:
RMqWpf
(7.2.6-4)表7.2.6-1普通結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R確定的臨界溫度Td(℃)R0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90Td676656636617599582564546528510492472452表7.2.6-2耐火鋼構(gòu)件根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R確定的臨界溫度Td(℃)R0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90Td726713702690677661643622599571537497447鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)可通過(guò)7.4條計(jì)算,或是使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的方法或結(jié)果。7.3.1火災(zāi)時(shí),有隔火要求的構(gòu)件,在火災(zāi)過(guò)程中應(yīng)能防止火焰和熱空氣穿過(guò)構(gòu)件,到達(dá)未受火面。1構(gòu)件上不能產(chǎn)生使熱空氣或火焰穿過(guò)的裂縫;2若有進(jìn)一步嚴(yán)格要求,應(yīng)滿足背火面平均溫升不高于140℃,極值點(diǎn)的溫升不許超過(guò)180℃。精細(xì)計(jì)算法是對(duì)火災(zāi)下構(gòu)件、子結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性全過(guò)程分析,方法具體內(nèi)容見(jiàn)附錄E。若使用3,應(yīng)滿足下列條件:為,得到相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災(zāi)條件下的可靠的近似的預(yù)期行為。除(包括不充足的轉(zhuǎn)動(dòng)能力、剝落、爆裂、受壓區(qū)鋼筋局部屈曲、受剪和粘結(jié)破壞、錨具損傷)。精細(xì)計(jì)算法應(yīng)包括以下計(jì)算模型來(lái)確定:結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)溫度發(fā)展和分布(溫度響應(yīng)模型)-結(jié)構(gòu)和任意子結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為(力學(xué)響應(yīng)模型)速率下材料的性能是已知的。精細(xì)計(jì)算法應(yīng)能用于任何形式的橫截面。防火保護(hù)措施結(jié)構(gòu)可采用下列防火保護(hù)措施:1外包混凝土或砌筑砌體2涂敷防火涂料3防火板包覆4柔性氈狀隔熱材料包覆5復(fù)合防火保護(hù),即在結(jié)構(gòu)表面涂敷防火除料或采用柔性氈狀隔熱材料包覆,再用輕質(zhì)防火板作飾面板條件:1在要求的耐火極限內(nèi)能有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件。2防火材料應(yīng)易于與結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合,并對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不產(chǎn)生有害影響。3當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受火產(chǎn)生允許變形時(shí),防火保護(hù)材料不應(yīng)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞,仍能保持原有的保護(hù)作用直至規(guī)定的耐火時(shí)間。4施工方便,易于保證施工質(zhì)量。5防火保護(hù)材料不應(yīng)對(duì)人體有毒害。采用外包混凝土或砌筑砌體的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖8.2.1選用?;炷?/p>
混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 構(gòu)造鋼
構(gòu)造鋼筋圖8.2.1采用外包混凝土的防火保護(hù)構(gòu)造采用防火涂料的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖8.2.2型防火涂料進(jìn)行防火保護(hù)且有下列情形之一時(shí),涂層內(nèi)應(yīng)設(shè)置與鋼構(gòu)件相連接的鋼絲網(wǎng):l承受沖擊、振動(dòng)荷載的構(gòu)件。2涂層厚度不小于30mm3粘結(jié)強(qiáng)度不大于0.05MPa的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。4涂層幅面較大。涂料層結(jié)構(gòu)構(gòu)件
涂料層結(jié)構(gòu)構(gòu)件(a)不加鋼絲網(wǎng)的防火涂料保護(hù)涂料層 涂料層結(jié)構(gòu)構(gòu)件
鍍鋅鋼絲網(wǎng)
結(jié)構(gòu)構(gòu)件
鍍鋅鋼絲網(wǎng)(b)加鋼絲網(wǎng)的防火涂料保護(hù)圖8.2.2采用防火涂料的防火保護(hù)構(gòu)造采用防火板的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖8.2.3選用。 (a)圓柱包矩形防火板(b)圓柱包圓弧形防火板(c)靠墻圓柱包弧形防火板(d)矩形柱包圓弧形防火板(e)靠墻圓柱包矩形防火板(f)靠墻矩形柱包矩形防火板 (g)8.2.3采用柔性氈狀隔熱材料的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖8.2.4選用圖8.2.4采用柔性氈狀隔熱材料的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)構(gòu)造混凝土結(jié)構(gòu)采用復(fù)合防火保護(hù)的構(gòu)造宜按圖8.2.5-1∽圖8.2.5-3選用。(靠墻做法) (不靠墻做法)圖8.2.5-1混凝土柱采用防火涂料和防火板的復(fù)合防火保護(hù)構(gòu)造(a)靠墻的梁(b)一般的梁圖8.2.5-2混凝土梁采用防火涂料和防火板的復(fù)合防火保護(hù)構(gòu)造 (a)一般矩形柱(b)靠墻矩形柱圖9.2.5-3鋼柱采用柔性和防火板的復(fù)合防火保護(hù)構(gòu)造爆裂爆裂影響的內(nèi)部因素主要包括混凝土水灰比、含水率、外摻料、骨料、透性、試件形狀;外部因素包括升溫速率、應(yīng)力——溫度途徑方式和荷載水平等。爆裂的防治措施凝土結(jié)構(gòu)上的熱荷載。土爆裂。棱角、含活性硅、尺寸小。選用水泥凝膠中C/S(CaO/SiO2)C/S(CaO/SiO2)比例。通過(guò)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施,降低混凝土內(nèi)的含濕量。保護(hù)層混凝土結(jié)構(gòu)抗火構(gòu)件的保護(hù)層最小厚度首先應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)要求的最小保護(hù)層厚度,凈保護(hù)層最小厚度應(yīng)符合表混凝土結(jié)構(gòu)抗火構(gòu)件的保護(hù)層最小厚度應(yīng)綜合考慮以下因素:1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限要求;2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型;3、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸;4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件約束條件;5、受火形式。結(jié)構(gòu)梁的混凝土保護(hù)層最小厚度應(yīng)符合以下規(guī)定:表8.4.3約束條件梁截面寬度b(mm)耐火極限(min)6090120180簡(jiǎn)支200≤b<30045mm50mm65mm采取特殊措施簡(jiǎn)支b>30040mm45mm50mm65mm連續(xù)200≤b<30040mm40mm45mm50mm連續(xù)b>30040mm40mm40mm45mm比K=1.7K≠1.7(1.7/K)0.5結(jié)構(gòu)柱的混凝土保護(hù)層最小厚度應(yīng)符合以下規(guī)定:表8.4.4耐火極限(min)截面最小尺寸/混凝土保護(hù)層最小厚度(mm)多面受火單面受火K=5K=2K=1.4K=1.430200/25200/25200/32300/27155/2560200/25200/36300/31250/46350/40155/2590200/31300/25300/45400/38300/53450/40**155/25120250/40350/35350/45**450/40**350/57**450/51**175/35180350/45**350/63**450/70**230/55240350/61**450/75**-295/70注:表中K8結(jié)構(gòu)板的混凝土保護(hù)層最小厚度應(yīng)符合以下規(guī)定:約束條件耐火極限(min)6090120180簡(jiǎn)支25mm30mm40mm55mm連續(xù)20mm20mm25mm30mm長(zhǎng)短邊之比耐火極限(min)6090120180≤1.520mm20mm25mm30mm1.5~225mm30mm35mm45mm180mm提出的。板厚h180mm(180/h)0.2K≠1.7的情(1.7/K)0.5附錄附錄A升溫曲線標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線,如(A.1)式計(jì)算。對(duì)流換熱系數(shù)c25W/(m2c
K)。TT345log(8t1)g 0 10
(A.1)式中:Tg:火災(zāi)時(shí)空氣溫度(℃)T0:室溫(℃)t:時(shí)間(min)HC升溫曲線,如(A.2)式計(jì)算。
(A.2)式中:Tg:火災(zāi)時(shí)空氣溫度(℃)T0:室溫(℃)t:時(shí)間(min)cA.3RABT升溫曲線,如圖A-1。建議對(duì)流換熱系數(shù)50W/(m2c
K)。140012001000溫度(℃)800溫度(℃)60040020000 20 40 60 80 100 120 140時(shí)間(min)圖A-1:RABT升溫曲線A.4一般地下建筑室內(nèi)火災(zāi)空氣溫度可按下式計(jì)算:對(duì)流換熱系數(shù)c50W/(m2c
K)。溫度上升階段:TgT0
0.324e0.2t*0.204e1.7t*
(A.4-1)式中:t*為虛擬時(shí)間,單位為小時(shí)t*t[O/b]2/1160)2heqO為開口因子O/實(shí)用范圍為OheqVA為墻壁所有開洞面積(m2)Vcb為熱惰性參數(shù)b 并且bc為圍護(hù)材料密度,c圍護(hù)材料比熱圍護(hù)材料熱傳導(dǎo)系數(shù)heq為開洞平均高度At整個(gè)圍護(hù)面積
103
/
lim]ttqt,d
qf,d
/并且qt
1000qf,d為火災(zāi)荷載密度設(shè)計(jì)值如果tmax
tlim則燃燒由燃料控制,則對(duì)應(yīng)開口率和虛擬時(shí)間系數(shù)做如下修改:Olim
0.1103
/tlimtt
[Olim
/b]2/(0.04/1160)2相應(yīng)的虛擬時(shí)間t*tlim此外,如果同時(shí)滿足條件O>0.04,
qt
75,并且b1160,lim還應(yīng)乘以下列系數(shù)進(jìn)行修正k1(O0.04)(qt,d
1160b)( 75
625(t*
x)
*
0.5Tg
)(t*
0.5t* 2
250(t*
x)
*max
(A.4-2)t*t并且
103q /O)t當(dāng)tmaxt
lim
x1.0;當(dāng)tmax=
lim
x
lim
/t*A.5大空間地下建筑室內(nèi)火災(zāi)空氣溫度可按下式計(jì)算:1)Lf<H為軸,距離軸心任何位置的溫度為:TzT0
0.25Q2/3(zz
)5/3
(A.5-1)c0Lfc0
1.02D0.0148Q2/5DQQc為燃燒的熱釋放率的對(duì)流部分,默認(rèn)值為zzz0H是空間高度。0火焰原點(diǎn)z1.02D0.00524Q2/502)Lf>H構(gòu)構(gòu)件每單位面積的熱量流入,即天花板每單位曝火面積的熱流為:
y0.3h136300~121000
0.3y1.0 15000
y
(A.5-2)式中yrHzLhHzrH是火源到頂部的LL2.9H(Q*)0.33HQ*是熱h h H HH釋放參數(shù)Q*QHz是豎直方向熱源的原點(diǎn):Hz2.4D(Q*2/5Q*2/3) Q* D D DDQDzQ*2/5) *DQD
(A.5-3)D式中Q*D
Q/(1.11106D2.5)如果天花板自身溫度為Tm,考慮天花板向空氣傳遞熱量,天花板上每單位面積接收的凈熱流量為:net
273)42934](A.5-4)附錄B可燃材料的單位發(fā)熱量材 料熱值/MJ·kg-1材 料熱值/MJ·kg-1材 料熱值/MJ·kg-1材 料熱值/MJ·kg-1固體柏油瀝青木炭服裝軟木皮革油氈紙和紙板344142173519312918174118192017粗石蠟泡沫橡膠異戊二烯橡膠輪胎絲綢稻草木材羊毛微粒板塑料工程塑料環(huán)氧樹脂三聚氰胺樹脂羥基類化合物甲醛聚酯纖維473745321916182318361934182931加固材料聚苯乙烯泡沫塑料聚碳酸酯聚丙烯聚氨酯聚氯乙烯脲醛樹脂脲醛泡沫液體亞麻籽油甲醇214420242943232617151444413920石蠟油烈酒焦油苯乙醇?xì)怏w一氧化碳?xì)浔榧淄橐掖?1293840332731584610120465027附錄CISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下鋼構(gòu)件的溫度場(chǎng)C.1標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下無(wú)保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫可查表C.1確定。表C.1標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下無(wú)保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)102030405010015020025030002020202020202020202020557632445667781331832292713091067854861181481783114164965525901573981138193246295491609669697711207811121972773504166387247527637672581514626136545653373778679880280530842182327453556636799824830833834358652213965386467218388528568588594088526146461872378786687487787988045902302531690785835888893896897898509183455957528348719069119139149155593238865580587189892292692892992960945432711848900919936940941942943659574757628839239369499529549549557096851880791194195196196496596696675979561846933956963972974976976977809886038809529699759829849869869878599764390896898198599299499599599690100668393398199199510011003100410041004注:1.當(dāng)F/V<10時(shí),構(gòu)件溫度應(yīng)按截面溫度非均勻分布計(jì)算;2.當(dāng)F/V>300時(shí),可認(rèn)為構(gòu)件溫度等于空氣溫度。di/為0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5鋼構(gòu)件的升溫可查表C.2-1~C.2-7確定。表C.2-1
di/i為0.01時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.01(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)10203040501001502002503003504000202020202020202020202020205576283745536199135168200229257282106784264851051252172963634184655025331573959961311661983404485275846256536722078177131182230274455573647692719736746258159716823429535055566972976077778679230842118206287359423640740785805815821825358651392453394214927097928248388448488514088516128539148155676483185486386887187345902184324441537614808861878884888891892509182073634895896678448858979039069089095593223040153563871487290591491992192392460945253438579682756896922929933935937938659572764756217237939169379439469489509517096830051065976082693395095595896096196275979323545696793854948962967969971972973809883465787298238809619739779809819829838599736961076185190397398398798999199299390100639264079087592398499399699910001001100195101441566981789794099410021005100710081009101010010224376978429179561003101010131015101610171018105102945972486493597010111018102110231024102510251101036481749886951983101910261028103010311032103211510435037739059669951027103310361037103810391039120104952479692398010061034104010421044104510451046125105554581894099210151041104610491050105110521052130106156583895510031024104810531055105610571058105813510675858589691014103310541059106110621063106310641401072605876982102310411060106410661068106810691069145107762489399410321048106610701072107310741074107515010826439101006104110551071107510771078107910801080155108766192510161048106110771080108210831084108510851601092679940102610561067108210851087108810891089109016510976979531035106210731087109010921093109410941094170110171496610441069107910911095109710981098109910991751106730979105210751084109610991101110211031103110318011107479901059108110891101110411051106110711071108表C.2-2
di/i為0.05時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.05(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)1020304050100150200250300350400020202020202020202020202020557624273135385673901061221371521067829394857661091491862212532833101573936526782971662272823323754144482078143668810912922330437343248152355925815518010913616328037745651957161264530842599513116419633644552959464468371235865671111531932303895075946587057397654088575127175221263439563651712754784806459028314319824929648661570075779582183950918921592202773295316617437968298518665593210117524230436057370278182885887688860945110191265331391612740814856882897907659571192072873584216497748428819039169247096812722330838445168380486790292193293975979136239330410479714831890920937946952809881462553514355077448569099369519599648599715527137245953377187892795196397197590100616428739348355979689894396497598198595101417330341350658482091695797698699199510010221823194335296088429339709879951000100410510291913344535516328629489829971004100910121101036200350472572654881962992100610131017102011510432103654915936768999741002101510211025102712010492193805106146969159861012102310291032103512510552283955286337169309971020103010361039104113010612374105466537369451007102810381043104610481351067246424563671754958101610361044104910521054140107225543958068977297010251043105110551058106014510772644535977077899821033105010571061106410661501082273467614724806993104110561063106710691071155108728248163074082210031048106210691072107510771601092291495645756837101310551068107410781080108216510973005086617728521022106110741080108310851087170110130952267678786610311068107910851088109010911751106318535690801880103910741084109010931095109618011103275487058158931047107910891094109710991101表C.2-3
di/i為0.1時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.1(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)10203040501001502002503003504000202020202020202020202020205576222427293142526373839210210678263136424773981221451661872071573929384756651071471842192512813102078133465972841431972462913323694032581538557288104179247306359407449486308424264841051252162953644234755195583586547729712214525134241848253658262140885518211113916628738646953659263867545902569112415618732142951658664268672250918611001381732073554705606316867297635593266110151190228387509602672726766798609457111916520824841954664070976180082865957761291782252694505816757437938298557096881138192242289479614708774821855878759798614820625930950864573880284787889980988921582192763285366747668288708989188599797168233293348562702792851890916934901006102177246309367588728816873909933949951014107187259325385613752839892926948962100102211319727334240463677685991094296197410510291182062863584226597978789269569749861101036123216299374440681818896942969985996115104312922631238945870283791395698199610051201049134235325405475722856928968992100610141251055139245338420492742873942980100210151023130106114525535143550976188995699110111023103013510671502643634505267789049681002102010311038140107215627437646554279691998010111029103910451451077161283388479558812933991102110361046105115010821662924014945738289461001102910441052105815510871723024135085888439581011103710511059106416010921773114255226038589701020104510571065106916510971833204375356188729811029105210641071107517011011883304495496328869911037105910701076108017511061943394605626468991001104510651075108110851801110199348472575660911101010521071108110871090表C.2-4
di/i為0.2時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.2(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)102030405010015020025030035040002020202020202020202020202055762222242526323844505561671067826262932354964779110411713015739293035404569921141351561761952078133344148558912115218120823425925815383948576611015118922525929132130842424455677813118122726930934537935865474862768915321126431235639743440885515370861011742403003534024454854590256587795113196269335393445491532509186164851051252172983694314865345765593266699211513723832640246852557461760945717410012514925935443450356161165465957767910813516128038046553659664668970968818511514517330140749556862867972175979869012315518532143252359865970975080988929513116519734145755162768873877885997971011391752093614815776547157648039010061021061471852223805056036807417888269510141071121541952333995286277057658118481001022113117162205245418550651728787833868105102911812317021525743657267375080885388611010361231281782252694555926957718298719041151043129134186235281472613716792847889919120104913414019424529249063273681186590593412510551391452022553045076527558298829209481301061145151210264316524670773846898935961135106715015621727432754068879186291394897314010721561622252843385567058088789279619851451077161167233294350572722824893940972995150108216617324130336158873983990795298410051551087172179248313372603754854920964994101516010921771842563223836187708689339761004102316510971831902643323946327858829459861013103217011011881952723414056477998959579961022104017511061942012793504156618139089681006103110471801110199206287360426674826920978101510391054表C.2-5
di/i為0.3時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.3(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)10203040501001502002503003504000202020202020202020202020205576212223232428323741454953106782224262830405060707988981573923273034375470861011161311452078125303540446891113134155174194258152733394652831121401671932182413084228364452609813416820023126028835865304049596811315519523326830133240885324354657612917722326530434137545902334659728514419925029734038041650918355065799316022127632737441745655932375470861011752423033584074524936094539577593110191263328387439486529659574161811001192062843544154705195627096843658610712722230537844350055059475979446891114136237325403470529580625809884672971211452523464264965566086548599748761021281532673654495215836356819010065080108135162283385472545608661706951014528311414317129740449456963268673110010225487119150179312423515592656709754105102956911251571883274415366146787327761101036589513016419734145955663570075379611510436099136171205356477576656720773816120104962103142179214370495595676740792834125105564107147186223384512614695759811852130106166111153193231398529632713777828868135106768115158200240411545650731795845884140107271118164207248425561667748812861899145107773122170214257438577683765828876913150108275126175222265452593700781843890927155108777130181229274465608715797858904939160109279134187236282477623731811872917951165109781138192243291490637746826885930963170110183142198250299503651760840898942974175110685146203257307515665774853911953984180111087150209264316527679788866923964994表C.2-6
di/i為0.4時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.4(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)1020304050100150200250300350400020202020202020202020202020557621212223232630333639424510678222325262836435158667380157392325283033465871839510611820781242831353957749210812514115625815253035404468911131351551751953084226323844508010813516118621023335865273542495792125157187216244270408852937465563104142179213246277307459023040506069116160201239276310342509183143546576128177222265305342377559323346587082140194244290333373410609453448627689153211265315361403442659573651668196165228286339388432473709683754708710217724530736341446150375979395775921091902623283874404885318098840607998116202279348410465514559859974263831031232142953684324895405859010064365871091302263123874545135656119510144568921141362393284064755365896351001022467196120143251344425496558611658105102948741001261502633604445165796346811101036497710513115727537546253660065570211510435180109137164286391480556620676723120104952831131431712984064975756406957421251055548611814817831042151459365971576113010615589122154184321436531611677733779135106757921271601913334505486286957517971401072589513116519834446556464571276881414510776098135171205356479580662729784829150108262102140177212367493595678745800845155108763105144182218378507610694761815859160109265108149188225389520625709776830874165109766111153193232400534640724791844887170110168114157199239411547654738805858900175110670117162205246422560668752819871912180111071120166210252433573681766832884924表C.2-7
di/i為0.5時(shí)標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下有保護(hù)層鋼構(gòu)件的升溫(℃)di/i=0.5(m2·℃/W)截面形狀系數(shù)Fi/V(m-1)時(shí)間(min)空氣溫度(℃)102030405010015020025030035040002020202020202020202020202055762121222223
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