建筑钢结构的防火要求及防火设计

1、建筑钢结构的防火要求

1、钢结构构件的设计耐火极限应根据建筑物的耐火等级和现行国家标准《建筑防火设计规范》GB 50016确定。柱间支撑的设计耐火极限应为与柱相同，楼板支撑的设计耐火极限应与梁的设计耐火极限相同，屋顶支撑、拉杆的设计耐火极限应与屋面承重构件的设计耐火极限相同。

2、当钢结构构件的耐火极限低于根据经验设计的耐火极限时，应采取防火措施。

3、钢结构节点的防火应与防火要求最高的连接构件的防火相同。

4、钢结构防火设计文件应注明建筑物的耐火等级、构件的设计耐火极限、构件的防火措施、防火材料的性能要求和设计指标。

5、当建筑所用防火材料的等效导热系数与设计文件要求不一致时，应按照防火层等效热阻相等的原则确定防护层厚度，并应经设计单位批准。 对于非膨胀型钢结构防火涂料和防火板，防火层的涂覆厚度可按本规范附录A确定； 对于膨胀型防火涂料，可根据涂料的等效热阻直接确定施工厚度。

2、建筑钢结构防火设计

1、钢结构应根据结构耐火承载力极限状态进行耐火计算和防火设计。

2、钢结构耐火承载力极限状态下最不利荷载（作用）效应组合的设计值，应考虑火灾时结构上可能同时发生的荷载（作用），并应按下列组合值中最不利的值确定：

Sm=γ0T（γGSGk+STk+фfSQk） (3.2.2-1)

Sm=γ0T（γGSGk+STk+фqSQk+фwSWk） (3.2.2-2)

式中：Sm——荷载（作用）效应组合的设计值；

SGk——根据永久荷载标准值计算的荷载影响值；

STk——根据火灾时结构的标准温度值计算的效应值；

SQk——根据楼板或屋面活荷载标准值计算的荷载效应值；

SWk——根据风荷载标准值计算的荷载效应值；

γ0T——结构重要性系数； 一级耐火建筑，γ0T=1.1； 对于其他建筑物，γ0T=1.0；

γG——永久荷载分项系数，一般可取γG=1.0； 当永久载荷有利时，可取γG=0.9；

фw——风荷载频值系数，取фw=0.4；

фf——楼板或屋面活荷载频值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009确定；

фq——楼板或屋面活荷载准永久值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009确定。

3、钢结构的防火设计，应根据结构的重要性、结构类型和荷载特点，采用以整体结构耐火计算或构件耐火计算为基础的防火设计方法，并应符合并遵守以下规定：

1）跨度不小于60m的大跨度钢结构，宜采用基于整体结构耐火计算的防火设计方法；

2）预应力钢结构和跨度不小于120m的大跨度建筑钢结构宜采用基于整体结构耐火计算的防火设计方法。

4、以整体结构耐火计算为基础的钢结构防火设计方法，应符合下列规定：

1）应将每个防火分区视为一种​​火灾状况，并选择最不利的火灾场景进行验证；

2）应考虑结构的热膨胀效应、受高温影响的结构材料性能的影响，必要时还应考虑结构几何非线性的影响。

5、基于构件耐火计算的钢结构防火设计方法应符合下列规定：

1) 计算受火构件的综合效应时,以弯曲变形为主的受弯构件、拉弯构件、压弯构件等构件可不考虑热膨胀效应,且受构件边界约束受火构件和外部载荷的影响将产生内力钢结构设计手册 模量，可以利用边界约束和常温下的内力来计算受火构件的综合影响； 对于轴拉、轴压等以轴向变形为主的构件，应考虑热膨胀对内力的影响。

2）计算受火构件的承载能力时，构件温度应取其截面的最高平均温度，并采用相应温度下结构材料的强度和弹性模量。

6 | 钢结构构件的耐火计算和防火设计可采用耐火极限法、承载力法或临界温度法，并应符合下列规定：

1）耐火极限法。 在设计荷载下，受火钢结构构件的实际耐火极限不应小于其设计耐火极限，并应按下式校核。 其中，构件的实际耐火极限可根据现行国家标准《建筑构件耐火试验方法第1部分：一般要求》GB/T 9978.1、《建筑构件耐火试验方法第5部分：一般要求》确定。承重水平分隔构件的特殊要求 GB/T 9978.5 《建筑构件耐火试验方法 第 6 部分：梁的特殊要求》 GB/T 9978.6 《建筑构件耐火试验方法 第 7 部分：梁的特殊要求》柱》GB/T 9978.7检验合格，或按本规范有关规定计算确定。

tm≥td (3.2.6-1)

2）承载力法。 在设计耐火极限时间内，钢结构构件受火承载力设计值不应小于最不利荷载（作用）组合效应设计值，并应按下式校核。

Rd≥Sm (3.2.6-2)

3）临界温度法。 在设计耐火极限时间内，钢结构构件着火时的最高温度不应高于其临界温度，并应按下式校核。

Td≥Tm (3.2.6-3)

式中：tm——钢结构构件受火时的实际耐火极限；

td——钢结构构件的设计耐火极限按本规范第3.1.1条确定；

Sm——荷载（作用）效应组合的设计值，应按本规范第3.2.2条的规定确定；

Rd——结构构件抗力设计值，应按本规范第7章、第8章的规定确定；

Tm——构件在设计耐火极限时间内的最高温度钢结构设计手册 模量，应按本规范第6章的规定确定；

Td——元件的临界温度，应按本规范第7章、第8章的规定确定。