GB51249-2017建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范

1總則

1.0.1為了合理進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)，保證施工質(zhì)量，規(guī)范

驗(yàn)收和維護(hù)管理，減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全，制定本

規(guī)范。

1.O.2本規(guī)范適用于工業(yè)與民用建筑中的鋼結(jié)構(gòu)以及鋼管由凝

土柱、壓型鋼板混凝土組合樓板、鋼與提凝土組合梁等組合結(jié)構(gòu)

的防火設(shè)計(jì)及其防火保護(hù)的施工與驗(yàn)收。不適用于內(nèi)置型鋼氓凝

土組合結(jié)構(gòu)。

1.O.3建筑鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)及其防火保護(hù)的施工與驗(yàn)收，除應(yīng)

符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

?1?

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1耐火鋼fire-resisantsteel

在600"C溫度時(shí)的屈服強(qiáng)度不小于其常溫屈服強(qiáng)度2/3的

鋼材。

2.1.2鋼管混凝土柱concrete-filledsteeltubularcolumn

在銅管中填充混凝土而形成且鋼管及其核心提凝土能共同承

受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2.1.3鋼與淚凝土組合梁compositesteelandconcretebeam

由1昆凝土翼板和鋼梁通過(guò)抗剪連接件組合而成，并能整體受

力的梁。

2.1.4壓型鋼板組合樓板steeldeck-concretecompositeslab

在壓型鋼板上由筑混凝土，并能共同受力的樓板。

2.1.5截面形狀系數(shù)sectionfactor

鋼構(gòu)件的受火表面積與其相應(yīng)的體積之比。

2.1.6標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線standardfireter呻erature-tim

curve

在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)中，耐火試驗(yàn)爐內(nèi)的空氣平均溫度隨時(shí)間變

化的曲線。

2.1.7標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)standardfire

熱煙氣溫度按標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線確定的火災(zāi)。

2.1.8等效曝火時(shí)間equivalenttimeoffireexposure

鋼構(gòu)件受標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用后的溫度與其受實(shí)際火災(zāi)作用時(shí)達(dá)到

相同溫度的時(shí)間。

2.1.9溫度效應(yīng)temperatureeffectsonstructuralbehavior

結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)因其溫度變化所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形。

2.1.10耐火承載力極限狀態(tài)firelimitstate

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到不能承受外部作用或不適于繼續(xù)

承載的變形的狀態(tài)。

2.1.11荷載比loadratio

火災(zāi)下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值與其常溫下的承載力設(shè)

計(jì)值的比值。

2.1.12臨界溫度criticaltemp巳rature

鋼構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到其耐火承載力極限狀態(tài)時(shí)的白度。

口可

2.2符

2.2.1材料性能

C，二一混凝土的比熱容;

Cj一一防火保護(hù)層的比熱容;

C,鋼材的比熱容;

Ec常溫下混凝土的彈性模量;

ECT高溫下混凝土的彈性模量;

E,常溫下鋼材的彈性模量;

EsT高溫下鋼材的彈性模量;

f常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

fc一一常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

fck一一常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

f，一一常溫下混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

h一一-高溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

此一一一保護(hù)層的等效熱阻;

αc一一-混凝土的熱膨脹系數(shù);

也一一鋼材的熱膨脹系數(shù);

λc一一一混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù);

九一一鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù);

?3?

ρ1防火保護(hù)材料的密度;

ρs鋼材的密度;

ρc混凝土的密度。

2.2.2作用、效應(yīng)、抗力

Mp一一塑性彎矩;

Mu常溫下鋼管、混凝土受純彎時(shí)的抗彎承載力設(shè)

計(jì)值;

Nu-一一常溫下軸心受壓鋼管混凝土短柱的抗壓承載

力設(shè)計(jì)值;

N提一一常溫下鋼管?昆凝土柱的抗壓承載力設(shè)計(jì)值;

Rd一一一結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值;

SGK一一按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

Sm一一荷載(作用)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;

SQk一一按樓面或屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效

應(yīng)值;

STk按火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的溫度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的作用效

應(yīng)值;

SWk按風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值。

2.2.3幾何參數(shù)

人一一-鋼管混凝土柱中棍凝土的截面面積;

A,鋼管混凝土柱中鋼管的截面面積;

C一一截面周長(zhǎng);

D鋼管混凝土柱的截面高度;

d;防火保護(hù)層的厚度;

F單位長(zhǎng)度構(gòu)件的受火表面積;

具有防火保護(hù)鋼構(gòu)件單位長(zhǎng)度的受火表面積;

hcl混凝土翼板的厚度;

hc2壓型鋼板托板的高度;

hCb-t昆凝土翼板的等效厚度;

?4?

h，一一鋼梁的高度;

hw一一一鋼梁腹板的高度;

1一一長(zhǎng)度或跨度;

1。一一計(jì)算長(zhǎng)度;

ttf一一鋼梁上翼緣的厚度p

tw一一-鋼梁腹板的厚度;

tbf-一一鋼梁下翼緣的厚度;

V一一單位長(zhǎng)度鋼構(gòu)件的體積;

W→→毛截面模量;

Wn一→凈截面模量;

Wp截面塑性模量。

2.2.4時(shí)間、溫度

t火災(zāi)持續(xù)時(shí)間;

te等效曝火時(shí)間;

Tc-j昆凝土的溫度;

Td、T'd、T'd構(gòu)件的臨界溫度;

Tg火災(zāi)發(fā)展到t時(shí)刻的熱煙氣平均溫度;

Tgo火災(zāi)前室內(nèi)環(huán)境的溫度;

Tm在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi)構(gòu)件的最高溫度;

1鋼材或鋼構(gòu)件的溫度;

6.t一一時(shí)間步長(zhǎng);

6.T,鋼構(gòu)件在6.t內(nèi)的溫升。

2.2.5其他耐火計(jì)算相關(guān)參數(shù)

F/V一一無(wú)防火保護(hù)構(gòu)件的截面形狀系數(shù);

FjV有防火保護(hù)構(gòu)件的截面形狀系數(shù);

是T火災(zāi)下銅管揭凝土柱的承載力系數(shù);

R、R'荷載比;

α綜合熱傳遞系數(shù);

也一一一高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù);

?5?

αc熱對(duì)流傳熱系數(shù)或高灌下軸心受壓鋼構(gòu)件的

穩(wěn)定驗(yàn)算參數(shù);

也一一熱輻射傳熱系數(shù);

盧mx、盧my一一彎矩作用平面內(nèi)的等效彎矩系數(shù);

盧tx、盧ty←一彎矩作用平面外的等效彎矩系數(shù);

γ、γm截面塑性發(fā)展系數(shù);

YOT一一一結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);

γG一一永久荷載的分項(xiàng)系數(shù);

Er一一綜合輻射率;

可一一截面影響系數(shù);

'f/cT一一高溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù);

如一一一高溫下鋼材的屈服強(qiáng)度折減系數(shù);

λ一一構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比;

λ。彈塑性失穩(wěn)的界限長(zhǎng)細(xì)比;

àp一一彈性失穩(wěn)的界限長(zhǎng)細(xì)比;

σ一-斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù);

ψ一一常溫下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

件常溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

伊T一一高祖下軸心受壓鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

伊bT一一高溫下受彎鋼構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);

CPf←一樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù);

軋樓面或屋面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù);

弘一一風(fēng)荷載的頻遇值系數(shù);

χcT一一←高溫下1昆凝土的彈性模量折減系數(shù);

χsT一一高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)。

?6?

3基本規(guī)定

3.1防火要求

3.1.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級(jí)，按現(xiàn)

行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范))GB50016的規(guī)定確定。柱間支

撐的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)與柱相同，樓蓋支撐的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)與梁

相同，屋蓋支撐和系桿的設(shè)計(jì)耐火極限應(yīng)與屋頂承重構(gòu)件相同。

3.1.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限經(jīng)驗(yàn)算低于設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)，應(yīng)采

取防火保護(hù)措施。

3.1.3鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)應(yīng)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求

最高者相同。

3.1.4鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)文件應(yīng)注明建筑的耐火等級(jí)、構(gòu)件的設(shè)

計(jì)耐火極限、構(gòu)件的防火保護(hù)措施、防火材料的性能要求及設(shè)計(jì)

指標(biāo)。

3.1.5當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)與設(shè)計(jì)文件

要求不一致時(shí)，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻相等的原則確定保

護(hù)層的施用厚度，并應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。對(duì)于非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防

火涂料、防火板，可按本規(guī)范附錄A確定防火保護(hù)層的施用厚度;

對(duì)于膨脹型防火涂料，可根據(jù)涂層的等效熱阻直接確定其施用

厚度。

3.2防火設(shè)計(jì)

3.2.1鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防

火設(shè)計(jì)。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)的最不利荷載(作用)效應(yīng)組

合設(shè)計(jì)值.應(yīng)考慮火災(zāi)時(shí)結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載(作用)，且應(yīng)

?7?

按下列組合值中的最不利值確定:

Sm=YOT(YGSGk十STk+9>[SQk)(3.2.2-1)

Sm=YOT(YGSGk+STk十9>qSQk十9>wSWk)(3.2.2-2)

式中:Sm荷載(作用)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;

SGk→二按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

STk→一按火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的溫度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的作用效應(yīng)值;

SQk一一一按樓面或屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

SWk-一按風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值;

YOT結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);對(duì)于耐火等級(jí)為一級(jí)的建筑，

YOT=1.1;對(duì)于其他建筑，YOT1.0;

YG永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，一般可取γG=1.0;當(dāng)永久荷

載有利時(shí)，取YG二0.9;

件w一→風(fēng)荷載的頻遇值系數(shù)，取點(diǎn)=0.4;

9>f←一樓面或屋面活荷載的頻遇值系數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)

準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范))GB50009的規(guī)定取值;

軋樓面或屋面活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范))GB50009的規(guī)定取值。

3.2.3鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、結(jié)構(gòu)類型和荷載

特征等選用基于整體結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算或基于構(gòu)件耐火驗(yàn)算的防火設(shè)

計(jì)方法，并應(yīng)符合下列規(guī)定:

1跨度不小于60m的大跨度鋼結(jié)構(gòu)，宜采用基于整體結(jié)構(gòu)

耐火驗(yàn)算的防火設(shè)計(jì)方法;

2預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)和跨度不小于120m的大跨度建筑中的鋼

結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用基于整體結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算的防火設(shè)計(jì)方法。

3.2.4基于整體結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算的鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法應(yīng)符合下

列規(guī)定:

1各防火分區(qū)應(yīng)分別作為一個(gè)火災(zāi)工況并選用最不利火災(zāi)

場(chǎng)景進(jìn)行驗(yàn)算;

2應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的熱膨脹效應(yīng)、結(jié)構(gòu)材料性能受高溫作用的影

?8?

響，必要時(shí)，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響。

3.2.5基于構(gòu)件耐火驗(yàn)算的鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法應(yīng)符合下列

規(guī)定:

1計(jì)算火災(zāi)下構(gòu)件的組合效應(yīng)時(shí)，對(duì)于受彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件

和壓彎構(gòu)件等以彎曲變形為主的構(gòu)件，可不考慮熱膨脹效應(yīng)，且火

災(zāi)下構(gòu)件的邊界約束和在外荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力可采用常溫下

的邊界約束和內(nèi)力，計(jì)算構(gòu)件在火災(zāi)下的組合效應(yīng);對(duì)于軸心受

拉、軸心受壓等以軸向變形為主的構(gòu)件，應(yīng)考慮熱膨脹效應(yīng)對(duì)內(nèi)力

的影響。

2計(jì)算火災(zāi)下構(gòu)件的承載力時(shí)，構(gòu)件溫度應(yīng)取其截面的最高

平均溫度，并應(yīng)采用結(jié)構(gòu)材料在相應(yīng)溫度下的強(qiáng)度與彈性模量。

3.2.6鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火驗(yàn)算和防火設(shè)計(jì)，可采用耐火極限法、

承載力法或臨界溫度法，且應(yīng)符合下列規(guī)定:

1耐火極限法。在設(shè)計(jì)荷載作用下，火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)

際耐火極限不應(yīng)小于其設(shè)計(jì)耐火極限，并應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算。其

中，構(gòu)件的實(shí)際耐火極限可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方

法第1部分:通用要求))GBjT9978.1、《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法

第5部分:承重水平分隔構(gòu)件的特殊要求))GBjT9978.5、《建筑

構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第6部分:梁的特殊要求>)GBjT9978.6、《建

筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第7部分:柱的特殊要求))GBjT9978.7

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定，或按本規(guī)范有關(guān)規(guī)定計(jì)算確定。

tm二三td(3.2.6-1)

2承載力法。在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的

承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于其最不利的荷載(作用)組合效應(yīng)設(shè)計(jì)值，

并應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算。

Rd二三Sm(3.2.6-2)

3臨界溫度法。在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件

的最高溫度不應(yīng)高于其臨界溫度，并應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算。

乙二三Tm(3.2.6-3)

?9?

式中:tm火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際耐火極限;

td一一鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)耐火極限，應(yīng)按本規(guī)范第3.1.1

條規(guī)定確定;

Sm→→荷載(作用)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，應(yīng)按本規(guī)范第3.2.2

條的規(guī)定確定;

Rd結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值，應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第7章、第8

章的規(guī)定確定;

Tm一一一在設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)間內(nèi)構(gòu)件的最高溫度，應(yīng)根據(jù)本

規(guī)范第6章的規(guī)定確定;

Td構(gòu)件的臨界溫度，應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第7章、第8章的規(guī)

定確定。

?10?

4防火保護(hù)措施與構(gòu)造

4.1防火保護(hù)措施

4.1.1鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計(jì)耐

火極限和使用環(huán)境等因素，按照下列原則確定:

1防火保護(hù)施工時(shí)，不產(chǎn)生對(duì)人體有害的粉塵或氣體;

2鋼構(gòu)件受火后發(fā)生允許變形時(shí)，防火保護(hù)不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破

壞與失效;

3施工方便且不影響前續(xù)已完工的施工及后續(xù)施工;

4具有良好的耐久、耐候性能。

4.1.2鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)可采用下列措施之一或其中幾種的復(fù)

(組)合:

1噴涂(抹涂)防火涂料;

2包覆防火板;

3包覆柔性氈狀隔熱材料;

4外包混凝土、金屬網(wǎng)抹砂漿或砌筑砌體。

4.1.3鋼結(jié)構(gòu)采用噴涂防火涂料保護(hù)時(shí)，應(yīng)符合下列

規(guī)定:

1室內(nèi)隱蔽構(gòu)件，宜選用非膨脹型防火涂料;

2設(shè)計(jì)耐火極限大于1.50h的構(gòu)件，不宜選用膨脹型防火

涂料;

3室外、半室外鋼結(jié)構(gòu)采用膨脹型防火涂料時(shí)，應(yīng)選用符合

環(huán)境對(duì)其性能要求的產(chǎn)品;

4非膨脹型防火涂料涂層的厚度不應(yīng)小于lOmm;

5防火涂料與防腐涂料應(yīng)相容、匹配。

4.1.4鋼結(jié)構(gòu)采用包覆防火板保護(hù)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:

?11?

1防火板應(yīng)為不燃材料，且受火時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)炸裂和穿透裂縫

等現(xiàn)象;

2防火板的包覆應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和所處部位進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，

并應(yīng)采取確保安裝牢固穩(wěn)定的措施;

3固定防火板的龍骨及蒙古結(jié)劑應(yīng)為不燃材料。龍骨應(yīng)便于

與構(gòu)件及防火板連接，蒙古結(jié)劑在高溫下應(yīng)能保持一定的強(qiáng)度，并應(yīng)

能保證防火板的包敷完整。

4.1.5鋼結(jié)構(gòu)采用包覆柔性氈狀隔熱材料保護(hù)時(shí)，應(yīng)符合下列

規(guī)定:

1不應(yīng)用于易受潮或受水的鋼結(jié)構(gòu);

2在自重作用下，氈狀材料不應(yīng)發(fā)生壓縮不均的現(xiàn)象。

4.1.6鋼結(jié)構(gòu)采用外包混凝土、金屬網(wǎng)抹砂漿或砌筑砌體保護(hù)

時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:

1當(dāng)采用外包混凝土?xí)r，淚凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于

C20:

2當(dāng)采用外包金屬網(wǎng)抹砂漿時(shí)，砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于

M5;金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)格不宜大于20mm，絲徑不宜小于0.6mm;砂漿

最小厚度不宜小于25mm;

3當(dāng)采用砌筑砌體時(shí)，砌塊的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于MU

100

4.2防火保護(hù)構(gòu)造

4.2.1鋼結(jié)構(gòu)采用噴涂非膨脹型防火涂料保護(hù)時(shí)，其防火保護(hù)構(gòu)

造宜按圖4.2.1選用。有下列情況之一時(shí)，宜在涂層內(nèi)設(shè)置與鋼

構(gòu)件相連接的鍍辭鐵絲網(wǎng)或玻璃纖維布:

1構(gòu)件承受沖擊、振動(dòng)荷載;

2防火涂料的秸結(jié)強(qiáng)度不大于0.05MPa;

3構(gòu)件的腹板高度大于500mm且涂層厚度不小于30mm;

4構(gòu)件的腹板高度大于500mm且涂層長(zhǎng)期暴露在室外。

?12?

2

(a)不jJ日鍍缽鐵絲網(wǎng)

(b)加鍍缽鐵絲網(wǎng)

圖4.2.1防火涂料保護(hù)構(gòu)造圖

1鋼構(gòu)件;2防火涂料;3絆鐵絲網(wǎng)

4.2.2鋼結(jié)構(gòu)采用包覆防火板保護(hù)時(shí)，鋼柱的防火板保護(hù)構(gòu)造

宜按圖4.2.2-1選用，鋼梁的防火板保護(hù)構(gòu)造宜按圖4.2.2一2

選用。

33

5

5

22

(a)圓柱包矩形防火板(b)圓柱包困弧形防火板

7

/

句

33

31Aq&，5

2

(c)靠墻圓柱包弧形防火板(【1)靠墻圓柱包矩形防火板

?13?

7

/

456

3

22

(e)箱形柱包困弧形防火板(f)靠墻箱形柱包短形防火板

2547

6

(g)獨(dú)立H型柱包矩形防火板(h)靠墻H型柱包矩形防火板

?,:

卜4

(i)獨(dú)立矩形柱包矩形防火板

圖4.2.2-1防火板保護(hù)鋼柱的構(gòu)造圖

l鋼柱;2防火板兒鋼龍骨;4墊塊;5自攻螺釘(射釘);

6一高溫秸貼劑;7墻體

?14?

(a)靠墻的鋼梁(b)一般位置的鋼梁

圖4.2.2-2防火板保護(hù)鋼梁的構(gòu)造圖

1一鋼梁;2防火板兒鋼龍骨;4墊塊;5自攻螺釘(射釘);

6高溫秸貼劑;7一墻體;8一樓板;9金屬防火板

4.2.3鋼結(jié)構(gòu)采用包覆柔性氈狀隔熱材料保護(hù)時(shí)，其防火保護(hù)構(gòu)

造宜按圖4.2.3選用。

5

4

2-\j-3

(a)用鋼龍骨支持

52_____

A3_____蠅一一l

7__________

3

7一一飛3唇邊『哥搏/8-----

A-A

(b)用圓弧形防火板支撐

圖4.2.3柔性氈狀隔熱材料防火保護(hù)構(gòu)造圖

1鋼柱;2金屬保護(hù)板;3一柔性氈狀隔熱材料;4鋼龍骨;5高溫秸貼劑;

6支撐板;7弧形支撐板;8自攻螺釘(射釘)

?15?

4.2.4鋼結(jié)構(gòu)采用外包1昆凝土或砌筑砌體保護(hù)時(shí)，其防火保護(hù)構(gòu)

造宜按圖4.2.4選用，外包混凝土宜配構(gòu)造鋼筋。

2

22

3

33

圖4.2.4外包混凝土防火保護(hù)構(gòu)造圖

1鋼構(gòu)件;2混凝土;3構(gòu)造鋼筋

4.2.5鋼結(jié)構(gòu)采用復(fù)合防火保護(hù)時(shí)，鋼柱的防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖

4.2.5-1、4.2.5-2選用，鋼梁的防火保護(hù)構(gòu)造宜按圖4.2.5-3選用。

9

管仍二二JY常

4

3

7

3

2

丑~

(a)靠墻的H型柱(b)靠墻的圓柱

9

摯2

7

悵

3

幟

6

7

(叫一般位置的箱形柱(d)靠墻的箱形柱

?16?

2

5

3

2

A

53

77

A

A-A

(e)一般位置的圓柱

圖4.2.5-1鋼柱采用防火涂料和防火板復(fù)合保護(hù)的構(gòu)造圖

l鋼柱;2防火板;3防火涂料;4鋼龍骨;5支撐板;6墊塊，

7一自攻螺釘(射釘);8一高溫幸自貼劑;9→墻體

32

6

4

(a)H型鋼柱

7

64

323

7

3

5

2

6

(b)一般位置的箱形柱(，，)靠墻的箱形柱

圖4.2.5-2鋼柱采用柔性氈和防火板復(fù)合保護(hù)的構(gòu)造圖

1一鋼柱;2一防火板;3一柔性氈狀隔熱材料;4鋼龍骨;5墊塊;

6自攻螺釘(射釘);7高溫秸貼3'fi];8墻體

?17?

7

(a)靠墻的鋼梁(1汁一般位置的鋼梁

圖4.Z.5-3鋼梁采用防火涂料和防火板復(fù)合保護(hù)的構(gòu)造圖

1一鋼梁;2防火板;3一鋼龍骨;4一墊塊;5一自攻螺釘(射釘);6一高溫秸貼J'fi];

7墻體;8樓板;9金屬防火板;10防火涂料

?18?

5材料特性

5.1鋼材

5.1.1高溫下鋼材的物理參數(shù)應(yīng)按表5.1.1確定。

表5.1.1高溫下鋼材的物理參數(shù)

參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位

熱膨脹系數(shù)αs1.4XIO-5m/(m..C)

熱傳導(dǎo)系數(shù)λs45W/(m..C)

比熱容C;;600]/(kg..C)

密度p,7850kg/m3

5.1.2高溫下結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算。

h=平，Tf(5.1.2-1)

(1.020'CζTsζ300.C

85

11.24X10-T~-2.096X10-芒

市sT=ì十9.228X10-3T,?0.2168300'C<T,<800'C

lO.5-Ts/2000800'CζTs:;:;;;1000'C

(5.1.2-2)

式中:王一→鋼材的溫度CC);

h高溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值CN/mm2);

f→二-常溫下鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值CN/mm勺，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)

家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>>GB50017的規(guī)定

取值;

可，T一一高溫下鋼材的屈服強(qiáng)度折減系數(shù)。

5.1.3高溫下結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量應(yīng)按下列公式計(jì)算。

EST=XSTES(5.1.3-1)

?19?

ril--niT-TO-TA々OOnu-hHus-nU

s-snU一一吐i

言。-A一巧古20'CζT，600'C

-O吐一ip--nuOhup[-nu<

γ一-〈

dis--i

兒---pb

一一--q600'CζT，運(yùn)1000'C

飛白

(5.1.3-2)

式中:EST二←高溫下鋼材的彈性模量(N/mm2);

E，一--常握下鋼材的彈性模量(N/mm勺，應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)

家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范))GB50017的規(guī)定取值;

χsT十→←高溫下鋼材的彈性模量折減系數(shù)。

5.1.4高溫下耐火鋼的強(qiáng)度可按本規(guī)范第5.1.2條式(5.1.2-1)

確定。其中，屈服強(qiáng)度折減系數(shù)可，T應(yīng)按下式計(jì)算。

(6(T，一768)~~，~~~_

I~~~':~-::20'CζT，<700'C

15(Ts-918)飛\

r;,T-才1"""中(5.1.4)

I~~'-''--''-'~~，700'CζTζ1000'C

l8(Ts-600)飛S飛

5.1.5高溫下耐火鋼的彈性模量可按本規(guī)范第5.1.3條式(5.1.3-1)

確定。其中，彈性模量折減系數(shù)χsT應(yīng)按下式計(jì)算。

1-Ts-20

一-20'CζTs<650'C

2520

X,T=氣O.75一7(T2500，-650~650'C___-運(yùn)----T-s，<900'C

O.5一0.0005T，900'CζTsζ1000'C

(5.1.5)

5.2混凝土

5.2.1高溫下普通說(shuō)凝土的熱工參數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定確定:

1熱膨脹系數(shù)民應(yīng)為1.8X10-5m/(m.'C)，密度pc應(yīng)為

2300kg/m3;

2熱傳導(dǎo)系數(shù)àc應(yīng)按下式計(jì)算:

九=1.68-o.19主二十O.0082(.~c~ì2(5.2.1-1)

-._-_.-_100飛100J

?20?

3比熱容C，應(yīng)按下式計(jì)算:

(5.2.1-2)

C,=890斗5622534(ZtJ

式中:T，一一混凝土的溫度CC);

àc混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m."C)J;

Cc混凝土的比熱容口/(kg?"C)]。

5.2.2高溫下普通混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量應(yīng)分別按下

列公式計(jì)算確定。

fcT=TjcTf,(5.2.2-1)

EcT=χ'TE，(5.2.2-2)

式中:f，T一一溫度為1時(shí)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/

mm

f，←→常溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2),

應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范))GB

50010取值;

E,T高溫下混凝土的彈性模量(N/mm2);

E，←一常溫下混凝土的彈性模量(N/mm汀，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)

家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)JGB50010取值;

TjcT高溫下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù);對(duì)于強(qiáng)度

等級(jí)低于或等于C60的?昆凝土，應(yīng)按表5.2.2取

值;其他溫度下的值，可采用線性插值方法確定;

χCT高溫下混凝土的彈性模量折減系數(shù);對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)

低于或等于C60的混凝土，應(yīng)按表5.2.2取值;其

他溫度下的值，可采用線性插值方法確定。

表5.2.2高溫下普通混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)可cT及

彈性模量折i戒系數(shù)XcT

?21?

5.2.3高溫下輕骨料:昆凝土的熱工性能應(yīng)符合下列規(guī)定確定:

1熱膨脹系數(shù)也應(yīng)為0.8X10-5m/(m?OC)，密度pc應(yīng)在

1600kg/曠~2300kg/m'間取值:

2熱傳導(dǎo)系數(shù)àc應(yīng)按下式計(jì)算:

tλ〕…=→斗1川O卜←忐20'C~ζT…<創(chuàng)80OωO

(5.2.3)

àc=0.5800'CζTc<1200'C

3比熱容Cc應(yīng)為840J/(kg?'C)。

5.2.4高溫下輕骨料混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度和彈性模量可按本

規(guī)范公式(5.2.2)計(jì)算。當(dāng)輕骨料1昆凝土的強(qiáng)度等級(jí)低于或等于

C60時(shí)，高溫下輕骨料混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)和、彈性

模量折減系數(shù)Xcl可按表5.2.4確定;其他溫度下的值，可采用線

性插值方法確定。

表5.2....高溫下輕膏料混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度折;成系數(shù)職T及

彈性模量折)成系數(shù)χcT

5.2.5高溫下其他類型淚凝土的熱工性能與力學(xué)性能，應(yīng)通過(guò)試

驗(yàn)確定。

5.3防火保護(hù)材料

5.3.1非膨脹型防火涂料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐火試

驗(yàn)得到的鋼試件實(shí)測(cè)升溫曲線和試件的保護(hù)層厚度按下式計(jì)算:

λdi

一一(5.3.1)

5X10-0Fi

(1一二=γ」旦十O.2-0.044V

式中:λ1等效熱傳導(dǎo)系數(shù)[W/(m.'C)J;

?22?

di防火保護(hù)層的厚度(m);

FjV一-有防火保護(hù)鋼試件的截面形狀系數(shù)(m-1)，應(yīng)按本規(guī)

范第6.2.2條計(jì)算;

T兇開(kāi)始時(shí)鋼試件的溫度，可取20"C;

T，-一一鋼試件的平均溫度("C)，取540"C;

to→一鋼試件的平均溫度達(dá)到540"C的時(shí)間(s)。

5.3.2膨脹型防火涂料保護(hù)層的等效熱阻，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)

得到的鋼構(gòu)件實(shí)測(cè)升溫曲線按下式計(jì)算:

5X10-'μ

Ri=小小?.::(5.3.2)

(氣蘭蘭十0.2)】0.044v

式中:Ri←一一防火保護(hù)層的等效熱阻(對(duì)應(yīng)于該防火保護(hù)層厚度)

(m2?"C/W)。

5.3.3膨脹型防火涂料應(yīng)給出最大使用厚度、最小使用厚度的等

效熱阻以及防火涂料使用厚度按最大使用厚度與最小使用厚度之

差的1/4遞增的等效熱阻，其他厚度下的等效熱阻可采用線性插

值方法確定。

5.3.4其他防火保護(hù)材料的等效熱阻或等效熱傳導(dǎo)系數(shù)，應(yīng)通過(guò)

試驗(yàn)確定。

?23?

6鋼結(jié)構(gòu)的溫度計(jì)算

6.1火災(zāi)升溫曲線

6.1.1常見(jiàn)建筑的室內(nèi)火災(zāi)升溫曲線可按下列規(guī)定確定:

1對(duì)于以纖維類物質(zhì)為主的火災(zāi)，可按下式確定:

Tg-Tω=3451g(8t+1)(6.1.1-1)

2對(duì)于以炬類物質(zhì)為主的火災(zāi)，可按下式確定:

t625t

Tg-Tgo=1080X(1一o.325e-/一O.675e-?)

(6.1.1-2)

式中:t-一火災(zāi)持續(xù)時(shí)間(min);

Tg一一火災(zāi)發(fā)展到t時(shí)刻的熱煙氣平均溫度CC);

Tω火災(zāi)前室內(nèi)環(huán)境的溫度CC)，可取20'C。

6.1.2當(dāng)能準(zhǔn)確確定建筑的火災(zāi)荷載、可燃物類型及其分布、幾

何特征等參數(shù)時(shí)，火災(zāi)升溫曲線可按其他有可靠依據(jù)的火災(zāi)模型

確定。

6.1.3當(dāng)實(shí)際火災(zāi)升溫曲線不同于標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)

在實(shí)際火災(zāi)作用下的等效曝火時(shí)間te可按實(shí)際火災(zāi)升溫曲線、時(shí)

間軸、時(shí)刻t直線三者所圍成的面積與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線、時(shí)間

軸、時(shí)刻Ite直線三者所圍成的面積相等的原則經(jīng)計(jì)算確定。

6.2鋼構(gòu)件升溫計(jì)算

6.2.1火災(zāi)下元防火保護(hù)鋼構(gòu)件的溫度可按下列公式計(jì)算。

1F

f:::.Ts=α·一一.:,.(T.-Ts)f:::.t(6.2.1-1)

p,CsV

α=αc十αr(6.2.1-2)

T十-92巧刊仁IESιEη

t-一一一U《

一一σ

α一-mh-T一一(6.2.1-3)

?24?

式中:t一一火災(zāi)持續(xù)時(shí)間(s);

/:::，.t二一時(shí)間步長(zhǎng)(s)，取值不宜大于5s;

/:::,.T,鋼構(gòu)件在時(shí)間(t，t十/:::，.t)內(nèi)的溫升('C);

T，、Tg分別為t時(shí)刻鋼構(gòu)件的內(nèi)部溫度和熱煙氣的平均溫

度(OC);

ρs、C，一一分別為鋼材的密度(kg/m3)和比熱口/(kg.C)J;

F/V元防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)(m-1);

F單位長(zhǎng)度鋼構(gòu)件的受火表面積(m2);

V一一單位長(zhǎng)度鋼構(gòu)件的體積(m3);

α一一綜合熱傳遞系數(shù)[W/(m2?OC)];

αc→一一熱對(duì)流傳熱系數(shù)[W/(m2?OC)J，可取25W/

(m2?OC);

αr熱輻射傳熱系數(shù)[W/(m2?OC)];

乙二一綜合輻射率，可按表6.2.1取值;

σ斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù)，為5.67X1O-~W/(m2?

"C4)。

表6.2.1綜合輻射率已

鋼構(gòu)件形式綜合輻射率已

四面受火的鋼柱o.7

上翼緣埋于混凝土樓板內(nèi)，僅下翼緣、腹板受火0.5

鋼梁混凝土樓板放置上翼緣的寬度與梁高之比大于或等于0.50.5

在上翼緣上翼緣的寬度與梁高之比小于0.5O.7

箱梁、格構(gòu)梁。7

6.2.2火災(zāi)下有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的溫度可按下式計(jì)算。

1F

/:::，.T，=α·一一·甘?(Tg-T,)/:::,.t(6.2.2-1)

ρsCsV

I當(dāng)防火保護(hù)層為非輕質(zhì)防火保護(hù)層，即與iCidiFi>

psC，V時(shí):

?25?

1.L(6.2.22)

ρiCidiFidi

1十巳二二二二