【正文】 1 建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù) 規(guī)范 Code for Fire safety of Steel Building Structures 2 1 總 則 為防止和減小建筑鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi) 危害，保護(hù)人身和財產(chǎn) 安全，經(jīng)濟(jì)、合理地 進(jìn)行 鋼結(jié)構(gòu) 抗火設(shè)計和 采取防火保護(hù)措施，制定本 規(guī)范 。 本 規(guī)范 適用于新建、擴(kuò)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(hù)。 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(hù)，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。 3 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(jìn)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 t 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 et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 et 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(hù) 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(hù)。 4 符 號 A —— 構(gòu)件的毛截面面積； fA —— 一個翼緣 的 截面面 積 ； wA —— 梁腹板 的 截面面積 ； B —— 構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù) ； nB —— 與梁端部約束情況有關(guān)的常數(shù) ； sc —— 鋼材的比熱 容； ic —— 防火 保護(hù)層的比熱 容； id —— 保護(hù)層 的 厚度 ； E — — 常溫下鋼材的彈性模量 ； TE —— 高溫下鋼材的彈性模量 ； f —— 常溫下鋼材的設(shè)計強度 ； yf —— 常溫下鋼材的屈服強度 ； yTf —— 高溫下鋼材的屈服強度 ； cf —— 常溫下混凝土的抗壓強度 ； cTf —— 高溫下混凝土的抗壓強度 ； F —— 單位長度構(gòu)件的受火表面積 ； iF —— 單位長度構(gòu)件保護(hù)層的內(nèi)表面積 ； h —— 構(gòu)件的截面高度或樓板厚度 ； wh —— 梁腹板的高度 ； dh —— 壓型鋼板截面高度 ； I —— 構(gòu)件截面慣性矩 ； rk —— 火災(zāi) 下鋼管混凝土柱承載力影響系數(shù) ； l —— 構(gòu)件的長度 、 跨度 ； 0l —— 構(gòu)件的計算長度 ； fiM —— 受火構(gòu)件 按 等效作用力分析得到的 桿端彎矩 ； pM —— 塑性彎矩 ； TM —— 受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩 ； xM 、 yM —— 構(gòu)件的最大彎矩設(shè)計值 ； N —— 構(gòu)件 的 軸力設(shè)計值 ； 39。EXTN 、 39。EXTN —— 高溫下構(gòu)件的承載力參數(shù) ； fN —— 受火構(gòu)件按等效作用力分析得到的軸力 ； TN —— 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 ； 5 rq —— 考慮薄膜效應(yīng)后樓板的極限承載力 ； kiQ —— 樓面或屋面活荷載 的 標(biāo)準(zhǔn)值 ； R 、 R? 、 xR? 、 yR? —— 荷載比 ； dR —— 高溫下結(jié)構(gòu)或 構(gòu)件的 設(shè)計 承載力 ； S —— 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的 荷載效應(yīng)組合 ； mS —— 高溫下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)的 作用效應(yīng) 組合 ； t —— 受火時間或耐火時間 ； 39。t —— 構(gòu)件溫度達(dá)到 100℃ 所需 的時間 ； dt —— 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火時間 ； et —— 等效曝火時間 ； mt —— 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐火極限 ； vt —— 延遲時間 ； wt —— 梁腹板的厚度 ； 0T —— 受火前 鋼構(gòu)件 的內(nèi)部溫度 ； 1T 、 2T —— 受火構(gòu)件兩側(cè)或上 、 下翼緣的溫度 ； dT —— 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度 ； gT? —— 實際 的 室內(nèi)火災(zāi)升溫 ； )0(gT —— 火災(zāi)發(fā)生前的室內(nèi)平均空氣溫度 ； gT —— 對應(yīng) t 時刻的室內(nèi)平均空氣溫度 ； sT —— 鋼構(gòu)件溫度 ； mT —— 在 耐火極限時間內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的最高溫度 ； V —— 單位長度構(gòu)件的體積 ； pW —— 構(gòu)件 的 截面塑性模量 ； xW 、 yW —— 構(gòu)件繞 x 軸和繞 y 軸的毛截面模量 ； s? —— 鋼材的熱膨脹系數(shù) ； m? 、 t? —— 等效彎矩系數(shù) ； 0? —— 結(jié)構(gòu)抗火重要性系數(shù)； R? —— 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)； x? 、 y? —— 截面塑性發(fā)展系數(shù) ； T? —— 高溫下鋼材彈性模量折減系數(shù) ； T? —— 高溫下鋼材強度折減系數(shù) ； s? —— 鋼材的泊 松 比 ； ? —— 構(gòu)件的長細(xì)比 ； 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) ； i? —— 保護(hù)層的密度 ； 6 s? —— 鋼材的密度 ； c? —— 對流傳熱系數(shù)； r? —— 輻射傳熱系數(shù) ； ? —— 常溫下軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) ； b? —— 常溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ； 39。bT? —— 高溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ； t? —— 時間增量 ； T? —— 構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的溫度變化 ； 7 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、組合構(gòu)件等的耐火極限不應(yīng)低于表 和 本章的 相關(guān)規(guī)定。 當(dāng) 低于規(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 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(hù)。 當(dāng) 單層丙類廠房中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)全保護(hù)時，各 類 構(gòu)件可不 再 采取防火保護(hù)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(hù)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(hù)時，各類構(gòu)件的耐火極限可按表 中相應(yīng)的規(guī)定降低 。 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(hù)，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(hù)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(hù)時，其柱、梁的耐火極 限可按表 的 相應(yīng)的規(guī)定降低 。 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 8 系統(tǒng)全保護(hù)時，其承重結(jié)構(gòu)可不再采取其它防火保護(hù)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(hù)（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(hù)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(hù)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(hù)措施，保證結(jié)構(gòu)的抗火安全。 9 4 材料特性 鋼 材 在 高溫 下，鋼材的有關(guān)物理參數(shù)應(yīng)按表 采用。 表 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) s? 105 m/(m℃ ) 熱傳導(dǎo)系數(shù) s? 45 W/(m℃ ) 比熱容 sc 600 J/(kg℃ ) 密 度 s? 7850 kg/m3 泊桑比 s? － 在高溫下，普通鋼材的彈性模量應(yīng)按下式計算： EE TT ?? () ???????????? ????????C1 0 0 0C6002 8 0 061 0 0 0C600C204 7 6 06 4 7 8 07ssssssTTT TTTT? () 式中 sT —— 溫度（ ℃ ） ； TE —— 溫度為 sT 時鋼材的初始彈性模量（ N/mm2）； E —— 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； T? —— 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： yTyT ff ?? () ff Ry ?? () 10 ????????????????????????????????C1 0 0 0C8 0 02 0 0 0/C8 0 0C3 0 02 1 6 2 100 9 C3 0 ssss32s53s8sTTTTTTTT? () 式中 yTf—— 溫度為 sT 時鋼材的屈服強度 （ N/mm2）； yf—— 常溫下鋼材的屈服強度 （ N/mm2）； f —— 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； R? —— 鋼構(gòu)件 抗力分項系數(shù)， 近似取 ?? ； T? —— 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) T? 和屈服強度折減系數(shù) T? 應(yīng)分別按式（ ）和（ ）確定。 ??????????????????????????C1000C9000 . 0 0 0 50 . 5C900C6502500)650(C650C202520201s sssssTTTTTTT? () ???????????? ????????C1000C700)600(81000C700C20)918(5 )