【正文】 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 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。 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。 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。 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(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 術(shù)語和符號 術(shù) 語 火災(zāi)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。 標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫 standard fire temperaturetime curve國際標(biāo)準(zhǔn)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。 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。 抗火承載力極限狀態(tài) limit state for fire resistance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)相等時的狀態(tài)。 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。 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。 鋼管混凝土構(gòu)件 concretefilled 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。 組合構(gòu)件 posite ponent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。 屋頂承重構(gòu)件 load bearing roof ponent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。 自動噴水滅火系統(tǒng)全保護 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。 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(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；——單位長度構(gòu)件保護層的內(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；——保護層中的含水率（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)；——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(xì)比；——保護材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)；——鋼材的熱傳導(dǎo)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(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 單、多層建筑和高層建筑中的各類鋼構(gòu)件、。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。 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柱、柱間支撐梁、桁架樓板、樓面支撐廠、庫房民用廠、庫房民用不要求屋頂承重構(gòu)件、屋面支撐、系桿廠、庫房民用不要求不要求疏散樓梯廠、庫房民用不要求注：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。 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。 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。 丁、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，可不采取防火保護措施。 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)全保護時。 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。 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、。 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。 當(dāng)多、高層建筑中設(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。 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 材料特性 鋼 材 在高溫下。 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)105m/(m℃)熱傳導(dǎo)系數(shù)45W/(m℃)比熱容600J/(kg℃)密 度7850kg/m3泊桑比－ 在高溫下，普通鋼材的彈性模量應(yīng)按下式計算： () ()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)。 在高溫下，普通鋼材的屈服強度應(yīng)按下式計算： () () ()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(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)件抗力分項系數(shù)，近似??；——高溫下鋼材強度折減系數(shù)。 在高溫下，耐火鋼的彈性模量和屈服強度可分別按式()和式()確定。其中，彈性模量折減系數(shù)和屈服強度折減系數(shù)應(yīng)分別按式（）和（）確定。 () () 混凝土 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： ()式中——溫度為T時混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù) [W/(m℃)]；T——混凝土的溫度（℃）。2) 鈣質(zhì)骨料混凝土： ()2 比熱容： ()式中——溫度為T時混凝土的比熱容 [J/(kg℃)]。 在高溫下，普通混凝土的初始彈性模量應(yīng)按下式計算： eneryg ()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。 在高溫下，混凝土的抗壓強度應(yīng)按下式計算： ()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(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010）確定；——普通混凝土的抗壓強度折減系數(shù)。 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2010020030040050060070080090010001100120000 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)通過高溫材性試驗確定。 防火涂料 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)采用防火涂料保護時，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)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)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、纖維飛揚的可靠措施。 防火板 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)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。 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。 其它防火隔熱材料 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層。 當(dāng)采用其它防火隔熱材料作為鋼結(jié)構(gòu)的防火保護層時，生產(chǎn)廠家除應(yīng)提供強度和耐候性參數(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 抗火極限狀態(tài)設(shè)計要求 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構(gòu)。3 構(gòu)件整體喪失穩(wěn)定；4 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，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構(gòu)。2 結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定。 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： ()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： ()3 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界