【正文】 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) 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。 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?！?) 熱傳導(dǎo)系數(shù) s? 45 W/(m℃ ) 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(jì)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(jì)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， 耐火鋼的彈性模量和屈服強(qiáng)度 可 分別按式 ()和式 ()確定 。 ??????????????????????????C1000C9000 . 0 0 0 50 . 5C900C6502500)650(C650C202520201s sssssTTTTTTT? () ???????????? ????????C1000C700)600(81000C700C20)918(5 )768(6ssssssTTT TTTT? () 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： 2c 1 2 00 1 2 ????????? TT? ℃℃ 120200 ?? T () 式中 c? —— 溫度為 T 時混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù) [W/(m 2) 鈣質(zhì)骨料混凝土： 11 2c ????????? TT? ℃℃ 120200 ?? T () 2 比熱容 ： 2c 120412080900 ????????? TTc ℃℃ 120200 ?? T () 式中 c —— 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(jì)算 ： ccT )0 0 1 ( ETE ?? eneryg ℃℃ 70060 ?? T () 式中 cTE —— 溫度為 T 時混凝土的初始彈性模量 （ N/mm2）； cE —— 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(jì)規(guī)范》（ GB 50010）確定 。 表 高溫下混凝土強(qiáng)度折減系數(shù) cT? T（ ℃ ） 普通混凝土 輕骨料混凝土 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 0 12 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(yàn)確定。 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)。 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(yáng)的可靠措施。 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)。 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(hù)層。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。 2 受彎 構(gòu)件 產(chǎn)生足夠的塑性鉸而成為可變機(jī)構(gòu) 。 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(jī)構(gòu)。 鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)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 dR 不應(yīng)小于各種作用所產(chǎn)生的組合效應(yīng) mS ，即： md SR? () 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 dt 不應(yīng)小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件 的 耐火極限 mt ，即： md tt ? () 3 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的臨界溫度 dT 不應(yīng)低于在耐火極限時間內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的最高溫度 mT ，即： md TT? () 一般規(guī)定 在 一般情況下，可僅 對結(jié)構(gòu) 的 各構(gòu)件進(jìn)行抗火計(jì)算，滿足構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)要求。 有條件 時 ，可對結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行抗火計(jì)算，使其滿足結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì) 的 要求。 14 進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體抗火驗(yàn)算時，應(yīng)考慮可能的最不利火災(zāi)場景。 對 第 條 規(guī)定以外的結(jié)構(gòu)，當(dāng)構(gòu)件的約束較大時，如在內(nèi)力組合中不考慮溫度 作用 ，則其 防火 保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度應(yīng)按計(jì)算厚度增加 30%。 15 6 溫度作用及 其 效應(yīng)組合 室內(nèi)火災(zāi)空氣升溫 一般工業(yè)與民用建筑 的 室內(nèi)火災(zāi)空氣溫度可 下 式計(jì)算： )18lg (3 4 5)0()( gg ??? tTtT () 式中 gT (t)—— 對應(yīng)于 t 時刻的室內(nèi)平均空氣溫度（ ℃ ）； )0(gT —— 火災(zāi)發(fā)生前的室內(nèi)平均空氣溫度，取 20℃ ； t —— 升溫時間（ min）。 實(shí)際 的 室內(nèi)火災(zāi)升溫在任意時刻對結(jié)構(gòu)的影響 ， 可等效為標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫在等效曝火時刻對結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)采用附錄 B 方法計(jì)算室內(nèi) 火災(zāi)的空氣溫度時，等效曝火時間 et 可按下式計(jì)算： T2e )3 7 9 2 3 (9 qt ???? ?? () T A hA??? () 式中 et —— 等效曝火時間（ min）； ? —— 開口因子（ m1/2）； Tq —— 設(shè)計(jì)火災(zāi)荷載密度（ MJ/m2），按附錄 C 計(jì)算 ； wA —— 按門窗開口尺寸計(jì)算的房間開口面積（ m2）； h —— 房間門窗洞口高度 （ m）； TA —— 包括門窗在內(nèi)的房間六壁面積之和（ m2）。 高大空間建筑火災(zāi)中的空氣升溫過程可按下式確定： ? ? ? ?μxbtt eeTTT /)()z,( x , e)1()0( ??? ??????? ???? () 16 式中 t)z,(x,T —— 對應(yīng) 于 t 時刻， 與火源中心水平距離為 x (m)、與地面垂直距離為 z (m)處的空氣溫度（ ℃ ）； )0(gT —— 火災(zāi)發(fā)生前 高大空間內(nèi)平均空氣溫度， 取 20℃ ； zT —— 火源中心距地面垂直距離 為 z (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(zāi)增長類型，按附錄 D 確定； b —— 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 x (m)的 溫度衰減系數(shù)（無量綱），按附錄 D確定 ；且當(dāng) bx? 時， 1?? ； ? —— 系數(shù)，按附錄 D 確定。根據(jù)火 源功率設(shè)計(jì)值 sQ ， 可 按表 確定火災(zāi)功率類型。 表 火災(zāi)增長類型 可燃物類型 火災(zāi)增長類型 密實(shí)木材，廢紙筐 慢速 實(shí)木家俱，塑料制品，化學(xué)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 鋼構(gòu)件升溫計(jì)算 火災(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℃ ： ? ? )()()()( ssgsss tTttTtTcBttT ??????? ? () 式中 t? —— 時間增量（ s），不宜超過 30s； sT —— 鋼構(gòu)件溫度（ ℃ ）； gT —— 火災(zāi)下鋼構(gòu)件周圍空氣溫度（ ℃ ）； B —— 鋼構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù) [W/(m3 鋼構(gòu)件單位長度綜合傳熱系數(shù) B 可 按下列公式計(jì)算： 1 構(gòu)件無防火保護(hù)層時： VFB )( rc ?? ?? () sg4s4grr )2 7 3()2 7 3( TT TT ? ???? ??? () 式中 F —— 構(gòu)件單位長度的受火表面積（ m2/m）； V —— 構(gòu)件單位長度的體積（ m3/m）； c? —— 對流傳熱系數(shù)，取 25c?? W/(m2℃ )]； r? —— 綜合輻射率， 通常取 ?r? ； ? —— 斯蒂芬 — 波爾茲曼常數(shù)， ?=108 W/(m2?K4)?！?)]； iF —— 構(gòu)件單位長度防火保護(hù)材料 的 內(nèi)表面積（ m2/m）。 有 非膨脹型防火保護(hù)層的鋼構(gòu)件 ，當(dāng)構(gòu)件溫度不超過 600℃ 時，在標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫條件下 其 內(nèi)部溫度可按下式近似計(jì)算： s05s )()( TtBtT ????? ? 700s?T ℃ () 式中 s0T —— 火災(zāi)前構(gòu)件的初始溫度，取為 20℃ ； t—— 火災(zāi)升溫時間 (s)，當(dāng)為非標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫時，用第 條確定的等效曝火時間et 代替。 當(dāng)鋼構(gòu)件的防火被覆中含有水分時，宜考慮鋼構(gòu)件 的 升溫延遲現(xiàn)象 。 當(dāng)有實(shí)測數(shù)據(jù)時，延遲時間 vt 可采用實(shí)測值。 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算時，應(yīng)考慮溫度內(nèi)力 和 變形的影響。 其中 ， 受火構(gòu)件的溫度內(nèi)力 可 按下式確定 fTeT NNN ?? () ?????? ??? 021TsTe 2 TTTAEN ? fiTeTi MMM ?? () )( 12sTTe TTh IEM ?? ? 式中 TN —— 受火構(gòu)件的軸向溫度內(nèi)力（壓力）； TeN —— fN —— 按等效作用力分析得到的受火構(gòu)件的軸力（受拉為正）； TiM —— 受火構(gòu)件的桿端溫度彎矩（方向與圖 所示 TeM 方向相反）； TeM —— fiM —— 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 所示 TeM 方向一致為正）； 19 1T 、 2T —— 受火構(gòu)件兩側(cè)或上下翼緣的溫度，對于有保護(hù)層鋼構(gòu)件可取 21 TT? ； 0T —— 受火前構(gòu)件的溫度； TE —— 溫度為 2/)( 21 TT? 時鋼材的彈性模量； 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。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火驗(yàn)算時，受火構(gòu)件在外荷載作用下的內(nèi)力，可采用常溫下相同荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力乘以折減系數(shù) 。 21 7 鋼結(jié)構(gòu)抗火驗(yàn)算 抗火設(shè)計(jì)步驟 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火設(shè)計(jì) ， 可采用 承載力法或臨界溫度法。 臨界溫度法 的步驟為： 1 按 第 條進(jìn)行 作用 效應(yīng)組合 。 3 當(dāng)保護(hù)材料為膨脹型時，保護(hù)層厚度 可 按試驗(yàn)方法確定。 以上各式中符號意義同 第 節(jié)。 2 按 第 節(jié)有關(guān) 條文 計(jì)算構(gòu)件在要求的耐火極限下的內(nèi)部溫度 。 4 按 第 節(jié)規(guī)定進(jìn)行 結(jié)構(gòu)分析 （含溫度效應(yīng)分析），并按 第 節(jié)進(jìn)行 作用 效應(yīng)組合 。 6 當(dāng)設(shè)定的防火被覆厚度不合適時（過小或過大），可調(diào)整防火被覆厚度， 重復(fù)上述 1~5步驟 。 2 確定一定的火災(zāi)場景 。 4 在 條 規(guī)定 的荷載作用下，分析結(jié)構(gòu)的耐火時間是否滿足規(guī)定的耐火極限要求 。 基本鋼構(gòu)件的抗火承載力驗(yàn)算 高溫下 ， 軸心受拉鋼構(gòu)件或軸心受壓鋼構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗(yàn)算： fAN RTn ??? () 式中 N —— 火災(zāi)下構(gòu)件的軸向拉力或軸向壓力設(shè)計(jì)值； nA —— 構(gòu)件的凈截面面積； T? —— 高溫下鋼材的強(qiáng)度折減系數(shù)； R? —— 鋼 構(gòu)件 的抗力 分項(xiàng) 系數(shù)，近似取 ?? ；