精品]建筑钢结构防火技术规范

精品]建筑钢结构防火技术规范内容摘要：

  021TsTe 2 TTTAEN  fiTeTi MMM  () )( 12sTTe TTh IEM   式中 TN —— 受火构件的轴向温度内力（压力）； TeN —— fN —— 按等效作用力分析得到的受火构件的轴力（受拉为正）； TiM —— 受火构件的杆端温度弯矩（方向与图 所示 TeM 方向相反）； TeM —— fiM —— 按等效作用力分析得到的受火构件的杆端弯矩（方向与图 所示 TeM 方向一致为正）； 19 1T 、 2T —— 受火构件两侧或上下翼缘的温度，对于有保护层钢构件可取 21 TT ； 0T —— 受火前构件的温度； TE —— 温度为 2/)( 21 TT 时钢材的弹性模量； A—— 受火构件 的 截面面积； I—— 受火构件 的 截面惯性矩； h—— 受火构件 的 截面高度。 T 1 T 2 受火构件 M Te M Te N Te N Te (a) 构件的升温 (b) 等效作用力 图 结构温度效应等效为杆端 作用力 计算框架柱的温度内力时，如仅考虑该柱升温 （ 相邻柱不升温 ） ，则该柱的温度内力可根据计算结果折减 30%。 钢结构构件抗火验算时，受火构件在外荷载作用下的内力，可采用常温下相同荷载所产生的内力乘以折减系数。 作用效应组合 钢结构抗火验算时， 可按偶然设计状况的作用效应组合，采用下列较不不利的设计表达式 ： )( QkfTkGk0m SSSS   () )( WkQkqTkGk0m SSSSS   () 式中 mS —— 作用效应组合的设计值 ； GKS —— 永久荷载标准值 的效应 ； TkS —— 火灾 下结构的标准温度作用效应 ； QkS —— 楼面或屋面活 荷载标准值的 效应； WkS —— 风 荷载 标准值 的 效应； f —— 楼面或屋面活荷载的频遇值系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 的规定取值 ； 20 q —— 楼面或屋面活荷载的准永久值系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 的规定取值 ； 0 —— 结构抗火重要性系数，对于耐火等级为一级的建筑取 ，对于其他建筑取。 21 7 钢结构抗火验算 抗火设计步骤 钢结构构件抗火设计 ， 可采用 承载力法或临界温度法。 其中，临界温 度法按第 条规定的步骤进行，承载力法按第 条规定的步骤进行。 临界温度法 的步骤为： 1 按 第 条进行 作用 效应组合。 2 根据构件和荷载类型，按 第 和 节有关条文， 计算 构件的临界温度 dT。 3 当保护材料为膨胀型时，保护层厚度 可 按试验方法确定。 当保护材料为非膨胀型时，可 按下述方法计算所需防火被覆厚度： 1) 由 构件的 临界温度 dT 、耐火极限（标准升温时间 t 或等效曝火时间 et ）按附录 G 查表确定构件单位长度综合传热系数 B ； 2) 由下式计算保护层厚度： VFkBVFkdii2ii 2411  () ssii2 cck 3) 当 k 或 不便 确定时，可偏于安全地按 下 式计算保护层厚度： VFBd iii  () 4) 当 防火保护 材料的平衡含水率 P 较大（延迟时间大于 5min）， 可 先按式 ()计算 初定厚度 id ， 再 按下式估计延迟时间：  i2iiv 5 dPt  () 以（ vtt ）代替 t 重新按附录 G 查表确定构件单位长度综合传热系数 B 值，再根据式()求得最 终 厚 度。 以上各式中符号意义同 第 节。 22 承载力法 的步骤为： 1 设定 防火 被覆厚度。 2 按 第 节有关 条文 计算构件在要求的耐火极限下的内部温度。 3 按 第 节有关条文确定高温下 钢材的参数 ，按 第 节有关条文计算构件在外荷载和温度作用下的内力。 4 按 第 节规定进行 结构分析 （含温度效应分析），并按 第 节进行 作用 效应组合。 5 根据构件和 所受荷载 的类型，按第 节和 节有关条文进行构件 抗火 承载力极限状态验算。 6 当设定的防火被覆厚度不合适时（过小或过大），可调整防火被覆厚度， 重复上述 1~5步骤。 钢结构整体的抗火验算可按 下列 步骤 进行 ： 1 设定结构所有构件一定的防火被覆厚度。 2 确定一定的火灾场景。 3 进行火灾 温度场 分析及结构构件内部温度分析。 4 在 条 规定 的荷载作用下，分析结构的耐火时间是否满足规定的耐火极限要求。 5 当设定的结构防火被覆厚度不合适时（过小或过大），调整防火被覆厚度，重复上述1~4 步骤。 基本钢构件的抗火承载力验算 高温下 ， 轴心受拉钢构件或轴心受压钢构件的强度应按下式验算： fAN RTn  () 式中 N —— 火灾下构件的轴向拉力或轴向压力设计值； nA —— 构件的净截面面积； T —— 高温下钢材的强度折减系数； R —— 钢 构件 的抗力 分项 系数，近似取  ； f —— 常温下钢材的强度设计值。 高温下 ， 轴心 受压钢构件的稳定性应按下式验算： fAN RTT   ()  cT 23 () 式中 N —— 火灾时构件的轴向压力设计值； A —— 构件的毛截面面积； T —— 高温下轴心受压钢构件的稳定系数； c —— 高温 下轴心受压钢构件的稳定验算参数；对于普通结构钢构件，根据构件长细比和构件温度按表 确定，对于耐火钢构件，按表 确定；  —— 常温下轴心受压钢构件的稳定系数，按现行 国家标准 《钢结构设计规范》（ GB 50017）确定。 表 高温下轴心受压普通结构钢构件的稳定验算参数 c 235yf 温 度 （ ℃ ） 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 ≤10 50 100 150 200 ≤250 注： 温度在 50℃ 及以下时 c 取 ，其他温度 c 按线性插值确定。 表 高温下轴心受压耐火钢构件的稳定验算参数 c 235yf 温 度 （ ℃ ） 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 ≤10 50 100 150 200 ≤250 注： 温度在 50℃ 及以下时 c 取 ，其他温度 c 按线性插值确定。 高温下 ， 单轴受弯钢构件的强度应按下式验算： fWM RTn   () 式中 M —— 火灾时最不利截面处的弯矩设计值； nW —— 最不利截面的净截面模量；  —— 截面塑性发展系数；对于工字型截面  、 y ， 对于箱形截面  ， 对于圆钢管截面 。 24 高温下 ， 单轴受弯钢构件的稳定性应按 下式验算 fWM RT39。 bT   ()    bbbbbbbb39。 bT  () 式中 M —— 火灾时构件的最大弯矩设计值； W —— 按受压纤维确定的构件毛截面模量； 39。 bT —— 高温下受弯钢构件的稳定系数； b —— 常温下受弯钢构件的稳定系数（基于弹性 阶段），按现行 国家标准 《钢结构设计规范》（ GB 50017）有关规定计算，但当所计算的  时， b 不作修正； b —— 高温下受弯钢构件的稳定验算参数，按表 、表 确定。 表 高温下受弯普通结构钢构件的稳定验算参数 b 温度（ ℃ ） 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 b 温度（ ℃ ） 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 b 表 高温下受弯耐火钢构件的稳定验算参数 b 温度（ ℃ ） 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 b 温度（ ℃ ） 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 b 高温下 ， 拉弯或压弯钢构件的强度，应按下式验算： fWMWMAN RTnyy ynxx xn   () 式中 N—— 火灾时构件的轴力设计值； xM 、yM—— 火灾时最不利截面处的弯矩设计值，分别对应于强轴 x轴和弱轴 y 轴； nA —— 最不利截面 的净截面面积； nxW 、nyW —— 分别为对强轴 x 轴和弱轴 y 轴的净截面模量； x 、y —— 分别为绕强轴弯曲和绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数 ， 对于工字型截面 、  ， 对于箱形截面  ， 对于圆钢管截面 。 25 高温下 ， 压弯钢构件的稳定性应按下式验算： 1 绕强轴 x 轴弯曲： fWMNNW MAN RTy39。 byT yty39。 E x Txx xmxxT )/(    () )( 2xT239。 ExT  AEN  2 绕弱轴 y 轴弯曲： fNNW MWMAN RT39。 E y Tyy ymyx39。 b x T xtxyT )/(    () )( 2yT239。 Ey T  AEN  式中 N —— 火灾时构件的轴向压力设计值； xM 、yM—— 分别为火灾时所计算构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩设计值； A —— 构件的毛截面面积； xW 、yW—— 分别为对强轴和弱轴的毛截面模量； 39。 ExTN 、 39。 EyTN —— 分别为高温下绕强轴弯曲和绕弱轴弯曲的参数； x 、y—— 分别为对强轴和弱轴的长细比； xT 、yT—— 高温下轴心受压钢构件的稳定系数，分别对应于强轴失稳和弱轴失稳，按式 ()计算 ； 39。 bxT 、 39。 byT —— 高温下均匀弯曲受弯钢构件的稳定系数，分别对应于强轴失稳和弱轴失稳，按式 ()计算； x 、y—— 分别为绕强轴弯曲和绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数 ， 对于 工字型截面  、 y， 对于箱形截面 yx ， 对于圆钢管截面 yx ；  —— 截面影响系数，对于闭口截面  ，对于其它截面  ； mx 、my—— 弯矩 作用平面内的等效弯矩系数，按 现行 国家标准 《钢结构设计规范》（ GB 50017）确定 ； tx 、ty—— 弯矩作用平面外的等效弯矩系数，按 现行 国家标准 《钢结构设计规范》（ GB 50017）确定。 钢框架梁 、 柱的抗火承载力验算 火灾 时 ，按图 所示钢框架柱承载力极限状态， 应按 下式验算其高温承载力： fAN RTT   () 26 式中 N —— 火灾时框架柱所受的轴力设计值，应考虑温度内力的影响； A —— 框架柱 的毛截面面积； T —— 高温下轴心受压钢构件的稳定系数，按式 ()计算，其中框架柱计算长度取构件高度； 图 梁升温使柱端屈服 火灾 时 ，按图 所示钢框架梁承载力极限状态， 应按 下式验算其高温承载力： pTq MM  () fWM RTppT  () 2nq 8 qlBM  () 式中 qM。