CodeforfiresafetyofsteelstructuresinbuildingsGB51249-2017发布日期:2017年07月31日实施日期:2018年04月01日
发布部门:中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1633号住房城乡建设部关于发布国家标准《建筑钢结构防火技术规范》的公告
现批准《建筑钢结构防火技术规范》为国家标准,编号为GB51249-2017,自2018年4月1日起实施。其中,第3.1.1、3.1.2、3.1.3、3.2.1条为强制性条文,必须严格执行。本规范在住房城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部2017年7月31日
前言
1总则
1.0.1为了合理进行建筑钢结构防火设计,保证施工质量,规范验收和维护管理,减少火灾危害,保护人身和财产安全,制定本规范。1.0.2本规范适用于工业与民用建筑中的钢结构以及钢管混凝土柱、压型钢板-混凝土组合楼板、钢与混凝土组合梁等组合结构的防火设计及其防火保护的施工与验收。不适用于内置型钢混凝土组合结构。1.0.3建筑钢结构的防火设计及其防火保护的施工与验收,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.2符号
3基本规定
3.1防火要求
3.1.1钢结构构件的设计耐火极限应根据建筑的耐火等级,按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定确定。柱间支撑的设计耐火极限应与柱相同,楼盖支撑的设计耐火极限应与梁相同,屋盖支撑和系杆的设计耐火极限应与屋顶承重构件相同。3.1.2钢结构构件的耐火极限经验算低于设计耐火极限时,应采取防火保护措施。3.1.3钢结构节点的防火保护应与被连接构件中防火保护要求最高者相同。3.1.4钢结构的防火设计文件应注明建筑的耐火等级、构件的设计耐火极限、构件的防火保护措施、防火材料的性能要求及设计指标。3.1.5当施工所用防火保护材料的等效热传导系数与设计文件要求不一致时,应根据防火保护层的等效热阻相等的原则确定保护层的施用厚度,并应经设计单位认可。对于非膨胀型钢结构防火涂料、防火板,可按本规范附录A确定防火保护层的施用厚度;对于膨胀型防火涂料,可根据涂层的等效热阻直接确定其施用厚度。
3.2防火设计
3.2.1钢结构应按结构耐火承载力极限状态进行耐火验算与防火设计。3.2.2钢结构耐火承载力极限状态的最不利荷载(作用)效应组合设计值,应考虑火灾时结构上可能同时出现的荷载(作用),且应按下列组合值中的最不利值确定:
tm≥td(3.2.6-1)
Rd≥Sm(3.2.6-2)
Td≥Tm(3.2.6-3)
4防火保护措施与构造
4.1防火保护措施
4.2防火保护构造
4.2.1钢结构采用喷涂非膨胀型防火涂料保护时,其防火保护构造宜按图4.2.1选用。有下列情况之一时,宜在涂层内设置与钢构件相连接的镀锌铁丝网或玻璃纤维布:1构件承受冲击、振动荷载;2防火涂料的黏结强度不大于0.05MPa;3构件的腹板高度大于500mm且涂层厚度不小于30mm;4构件的腹板高度大于500mm且涂层长期暴露在室外。
1-钢构件;2-防火涂料;3-锌铁丝网4.2.2钢结构采用包覆防火板保护时,钢柱的防火板保护构造宜按图4.2.2-1选用,钢梁的防火板保护构造宜按图4.2.2-2选用。
1-钢柱;2-防火板;3-钢龙骨;4-垫块;5-自攻螺钉(射钉);6-高温黏贴剂;7-墙体
1-钢梁;2-防火板;3-钢龙骨;4-垫块;5-自攻螺钉(射钉);6-高温黏贴剂;7-墙体;8-楼板;9-金属防火板4.2.3钢结构采用包覆柔性毡状隔热材料保护时,其防火保护构造宜按图4.2.3选用。
1-钢柱;2-金属保护板;3-柔性毡状隔热材料;4-钢龙骨;5-高温黏贴剂;6-支撑板;7-弧形支撑板;8-自攻螺钉(射钉)4.2.4钢结构采用外包混凝土或砌筑砌体保护时,其防火保护构造宜按图4.2.4选用,外包混凝土宜配构造钢筋。
1-钢构件;2-混凝土;3-构造钢筋
4.2.5钢结构采用复合防火保护时,钢柱的防火保护构造宜按图4.2.5-1、4.2.5-2选用,钢梁的防火保护构造宜按图4.2.5-3选用。
1-钢柱;2-防火板;3-防火涂料;4-钢龙骨;5-支撑板;6-垫块;7-自攻螺钉(射钉);8-高温黏贴剂;9-墙体
1-钢柱;2-防火板;3-柔性毡状隔热材料;4-钢龙骨;5-垫块;6-自攻螺钉(射钉);7-高温黏贴剂;8-墙体
1-钢梁;2-防火板;3-钢龙骨;4-垫块;5-自攻螺钉(射钉);6-高温黏贴剂;7-墙体;8-楼板;9-金属防火板;10-防火涂料
5材料特性
5.1钢材
5.1.1高温下钢材的物理参数应按表5.1.1确定。
5.1.2高温下结构钢的强度设计值应按下列公式计算。
式中:Ts——钢材的温度(℃);fT——高温下钢材的强度设计值(N/mm2);f——常温下钢材的强度设计值(N/mm2),应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定取值;ηsT——高温下钢材的屈服强度折减系数。5.1.3高温下结构钢的弹性模量应按下列公式计算。
式中:EsT——高温下钢材的弹性模量(N/mm2);Es——常温下钢材的弹性模量(N/mm2),应按照现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定取值;χsT——高温下钢材的弹性模量折减系数。5.1.4高温下耐火钢的强度可按本规范第5.1.2条式(5.1.2-1)确定。其中,屈服强度折减系数ηsT应按下式计算。
5.1.5高温下耐火钢的弹性模量可按本规范第5.1.3条式(5.1.3-1)确定。其中,弹性模量折减系数χsT应按下式计算。
5.2混凝土
5.2.1高温下普通混凝土的热工参数应按下列规定确定:1热膨胀系数αc应为1.8×10-5m/(m·℃),密度ρc应为2300kg/(m3;2热传导系数λc应按下式计算:
3比热容Cc应按下式计算:
式中:TC——混琵土的温度(℃);λC——混凝土的热传导系数[W/(m·℃)],CC——混凝土的比热容[J/(kg·℃)]。5.2.2高温下普通混凝土的轴心抗压强度、弹性模量应分别按下列公式计算确定。
式中:fcT——温度为Tc时混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2);fC——常温下混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2),应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010取值;EcT——高温下混凝土的弹性模量(N/mm2);EC——常温下混凝土的弹性模量(N/mm2),应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010取值;ηcT——高温下混凝土的轴心抗压强度折减系数;对于强度等级低于或等于C60的混凝土,应按表5.2.2取值;其他温度下的值,可采用线性插值方法确定;χcT——高温下混凝土的弹性模量折减系数;对于强度等级低于或等于C60的混凝土,应按表5.2.2取值;其他温度下的值,可采用线性插值方法确定。
5.2.3高温下轻骨料混凝土的热工性能应符合下列规定确定:1热膨胀系数αc应为0.8×10-5m/(m·℃),密度ρc应在1600kg/(m3~2300k/(m3间取值:2热传导系数λc应按下式计算:
3比热容Cc应为840J/(kg·℃)。5.2.4高温下轻骨料混凝土的轴心抗压强度和弹性模量可按本规范公式(5.2.2)计算。当轻骨料混凝土的强度等级低于或等于C60时,高温下轻骨料混凝土的轴心抗压强度折减系数ηcT、弹性模量折减系数χcT可按表5.2.4确定;其他温度下的值,可采用线性插值方法确定。
5.2.5高温下其他类型混凝土的热工性能与力学性能,应通过试验确定。
5.3防火保护材料
5.3.1非膨胀型防火涂料的等效热传导系数,可根据标准耐火试验得到的钢试件实测升温曲线和试件的保护层厚度按下式计算:
式中:Ri——防火保护层的等效热阻(对应于该防火保护层厚度)(m2·℃/W)。5.3.3膨胀型防火涂料应给出最大使用厚度、最小使用厚度的等效热阻以及防火涂料使用厚度按最大使用厚度与最小使用厚度之差的1/4递增的等效热阻,其他厚度下的等效热阻可采用线性插值方法确定。5.3.4其他防火保护材料的等效热阻或等效热传导系数,应通过试验确定。
6钢结构的温度计算
6.1火灾升温曲线
6.1.1常见建筑的室内火灾升温曲线可按下列规定确定:1对于以纤维类物质为主的火灾,可按下式确定:
2对于以烃类物质为主的火灾,可按下式确定:
6.2钢构件升温计算
6.2.1火灾下无防火保护钢构件的温度可按下列公式计算。
6.2.2火灾下有防火保护钢构件的温度可按下式计算。
1当防火保护层为非轻质防火保护层,即2ρicidiFi>ρscsV时:
2当防火保护层为轻质防火保护层,即2ρicidiFi≤ρscsV时:对于膨胀型防火涂料防火保护层:
对于非膨胀型防火涂料、防火板等防火保护层:
7钢结构耐火验算与防火保护设计
7.1承载力法
Ⅰ基本钢构件7.1.1火灾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:
式中:N——火灾下钢构件的轴拉(压)力设计值;An——净截面面积;fT——高温下钢材的强度设计值,按本规范第5.1节规定确定。7.1.2火灾下轴心受压钢构件的稳定性应按下列公式验算:
式中:N——火灾下钢构件的轴向压力设计值;A——毛截面面积;φT——高温下轴心受压钢构件的稳定系数;φ——常温下轴心受压钢构件的稳定系数,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定确定;αc——高温下轴心受压钢构件的稳定验算参数,应根据构件长细比和构件温度按表7.1.2确定。
注:1表中λ为构件的长细比,fy为常温下钢材强度标准值;2温度小于或等于50℃时,αc可取1.0;温度大于50℃时,表中未规定温度时的αc应按线性插值方法确定。7.1.3火灾下单轴受弯钢构件的强度应按下式验算:
式中:M——火灾下构件的最不利截面处的弯矩设计值;Wn——钢构件最不利截面的净截面模量;γ——截面塑性发展系数。7.1.4火灾下单轴受弯钢构件的稳定性应按下列公式验算:
式中:M——火灾下构件的最大弯矩设计值;W——按受压最大纤维确定的构件毛截面模量;φbT——高温下受弯钢构件的稳定系数;φb——常温下受弯钢构件的稳定系数,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定确定;当φb>0.6时,φb不作修正;αb——高温下受弯钢构件的稳定验算参数,应按表7.1.4确定。
7.1.5火灾下拉弯或压弯钢构件的强度应按下式验算:
式中:Mx、My——火灾下最不利截面处对应于强轴x轴和弱轴y轴的弯矩设计值;Wnx、Wny——绕x轴和y轴的净截面模量;γx、γy——绕强轴和弱轴弯曲的截面塑性发展系数。7.1.6火灾下压弯钢构件绕强轴x轴弯曲和绕弱轴y轴弯曲时的稳定性应分别按下列公式验算:
式中:M——火灾下钢框架梁上荷载产生的最大弯矩设计值,不考虑温度内力;Wp——钢框架梁截面的塑性截面模量。7.1.8火灾下钢框架柱的承载力可按下式验算:
式中:N——火灾下钢框架柱所受的轴压力设计值;A——钢框架柱的毛截面面积;φT——高温下轴心受压钢构件的稳定系数,应按式(7.1.2-2)计算,其中钢框架柱计算长度应按柱子长度确定。
7.2临界温度法
Ⅰ基本钢构件的临界温度7.2.1轴心受拉钢构件的临界温度Td应根据截面强度荷载比R按表7.2.1确定,R应按下式计算:
式中:N——火灾下钢构件的轴拉力设计值;An——钢构件的净截面面积;f——常温下钢材的强度设计值。
7.2.2轴心受压钢构件的临界温度Td,应取临界温度T'd、T″d中的较小者。临界温度T'd应根据截面强度荷载比R按本规范第7.2.1条表7.2.1确定,R应按式(7.2.2-1)计算;临界温度T″d应根据构件稳定荷载比R'和构件长细比λ按表7.2.2确定,R'应按下列公式计算:
式中:N——火灾下钢构件的轴压力设计值;A——钢构件的毛截面面积;φ——常温下轴心受压钢构件的稳定系数。
注:表中λ为构件的长细比,fy为常温下钢材强度标准值。7.2.3单轴受弯钢构件的临界温度Td应取下列临界温度T'd、T″d中的较小者:1临界温度T'd应根据截面强度荷载比R按本规范第7.2.1条表7.2.1确定,R应按下式计算:
式中:M——火灾下钢构件最不利截面处的弯矩设计值;Wn——钢构件最不利截面的净截面模量;γ——截面塑性发展系数。2临界温度T″d应根据构件稳定荷载比R'和常温下受弯构件的稳定系数φb按表7.2.3确定T″d,R'应按下式计算:
式中:M——火灾下钢构件的最大弯矩设计值;W——钢构件的毛截面模量;φb——常温下受弯钢构件的稳定系数,应根据现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算。
7.2.4拉弯钢构件的临界温度Td,应根据截面强度荷载比R按本规范第7.2.1条表7.2.1确定,R应按下式计算:
式中:N——火灾下钢构件的轴拉力设计值;Mx、My——火灾下钢构件最不利截面处对应于强轴和弱轴的弯矩设计值;An——钢构件最不利截面的净截面面积;Wnx、Wny——对强轴和弱轴的净截面模量;γx、γy——绕强轴和绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数。7.2.5压弯钢构件的临界温度Td应取下列临界温度T'd、T″dx、T″dy中的最小者:1临界温度T'd应根据截面强度荷载比R按表7.2.1确定,R应按下式计算:
式中:N——火灾下钢构件的轴压力设计值。2临界温度T″dx应根据绕强轴x轴弯曲的构件稳定荷载比R'x和长细比λx分别按表7.2.5-1和表7.2.5-2确定,R'x应按下列公式计算:
式中:Mx、My——火灾下所计算构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩设计值;Wx、Wy——对强轴和弱轴的毛截面模量;N'Ex——绕强轴弯曲的参数;Es——常温下钢材的弹性模量;λx——对强轴的长细比;φx——常温下轴心受压构件对强轴失稳的稳定系数;φby——常温下均匀弯曲受弯构件对弱轴失稳的稳定系数,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算;γx——绕强轴弯曲的截面塑性发展系数;η——截面影响系数,对于闭口截面,η=0.7;对于其他截面,η=1.0;βmx——弯矩作用平面内的等效弯矩系数,应按本规范第7.1.6条的规定计算;βty——弯矩作用平面外的等效弯矩系数,应按本规范第7.1.6条的规定计算。3临界温度T″dy应根据绕强轴y轴弯曲的构件稳定荷载比R'y和长细比λy分别按表7.2.5-1和表7.2.5-2确定,R'y应按下列公式计算。
式中:N'Ey——绕强轴弯曲的参数;λy——钢构件对弱轴的长细比;φy——常温下轴心受压构件对弱轴失稳的稳定系数;φbx——常温下均匀弯曲受弯构件对强轴失稳的稳定系数,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算;γy——绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数。
Ⅱ钢框架梁、柱的临界温度7.2.6受楼板侧向约束的钢框架梁的临界温度Td可根据截面强度荷载比R按本规范第7.2.1条表7.2.1确定,R应按下式计算:
式中:M——钢框架梁上荷载产生的最大弯矩设计值,不考虑温度内力;Wp——钢框架梁截面的塑性截面模量。7.2.7钢框架柱的临界温度Td可根据稳定荷载比R'按本规范第7.2.2条表7.2.2确定,R'应按下式计算:
式中:N——火灾时钢框架柱所受的轴压力设计值;A——钢框架柱的毛截面面积;φ——常温下轴心受压构件的稳定系数。Ⅲ防火保护层的设计厚度7.2.8钢构件采用轻质防火保护层时,防火保护层的设计厚度可根据钢构件的临界温度按下列规定确定:1对于膨胀型防火涂料,防火保护层的设计厚度宜根据防火保护材料的等效热阻经计算确定。等效热阻可根据临界温度按下式计算:
2对于非膨胀型防火涂料、防火板,防火保护层的设计厚度宜根据防火保护材料的等效热传导系数按式(7.2.8-2)计算确定。
8组合结构耐火验算与防火保护设计
8.1钢管混凝土柱
8.1.1符合下列条件的实心矩形和圆形钢管混凝土柱,可按本规范第8.1.2条~第8.1.9条进行耐火验算与防火保护设计。1钢管采用Q235、Q345、Q390和Q420钢,混凝土强度等级为C30~C80,且含钢率As/Ac为0.04~0.20;2柱长细比λ为10~60;3圆钢管混凝土柱的截面外直径为200mm~1400mm,荷载偏心率e/r为0~3.0(e为荷载偏心距,r为钢管截面外半径);矩形钢管混凝土柱的截面短边长度为200mm~1400mm,荷载偏心率e/r为0~3.0(e为荷载偏心距,r为荷载偏心方向边长的一半)。8.1.2钢管混凝土柱应根据其荷载比R、火灾下的承载力系数kT按下列规定采取防火保护措施。荷载比R应按本规范第8.1.3条计算,圆钢管混凝土柱、矩形钢管混凝土柱火灾下的承载力系数kT应分别按本规范第8.1.6条、第8.1.7条的规定计算,且应符合下列规定:1当R<0.75kT时,可不采取防火保护措施。2当R≥0.75kT时,应采取防火保护措施。对于圆钢管混凝土柱,按第8.1.8条计算防火保护层厚度;对于矩形钢管混凝土柱,按第8.1.9条计算防火保护层厚度。8.1.3钢管混凝土柱的荷载比应按下式计算:
式中:R——钢管混凝土柱的荷载比;N——火灾下钢管混凝土柱的轴压力设计值;N*——常温下钢管混凝土柱的抗压承载力设计值,可按本规范第8.1.4条、第8.1.5条的规定确定。8.1.4常温下圆钢管混凝土柱的抗压承载力设计值N*,当M/Mu≤1时,应按式(8.1.4-1)计算确定;当M/Mu>1时,应按式(8.1.4-2)计算确定:
其中:
其中:
2当防火保护层采用非膨胀型钢结构防火涂料时,防火保护层的设计厚度应按下列公式计算:
2当防火保护层采用非膨胀型钢结构防火涂料时,防火保护层的设计厚度可按下列公式计算:
式中符号含义与本规范式(8.1.8)相同。8.1.10钢管混凝土柱应在每个楼层设置直径为20mm的排气孔。排气孔宜在柱与楼板相交位置的上、下方100mm处各布置1个,并应沿柱身反对称布置。当楼层高度大于6m时,应增设排气孔,且排气孔沿柱高度方向间距不宜大于6m。
8.2压型钢板组合楼板
式中:td——无防火保护的组合楼板的设计耐火极限(min);M——火灾下单位宽度组合楼板的最大正弯矩设计值;ft——常温下混凝土的抗拉强度设计值;W——常温下素混凝土板的截面正弯矩抵抗矩。2允许发生大挠度变形的组合楼板的耐火验算可考虑组合楼板的薄膜效应。当火灾下组合楼板考虑薄膜效应时的承载力不满足下式时,组合楼板应采取防火保护措施;满足时,可不采取防火保护措施。
qr≥q(8.2.1-2)
式中:qr——火灾下组合楼板考虑薄膜效应时的承载力设计值(kN/m2),应按本规范附录D确定;g——火灾下组合楼板的荷载设计值(kN/m2),应按本规范第3.2.2条确定。8.2.2组合楼板的防火保护措施应根据耐火试验结果确定,耐火试验应符合现行国家标准《建筑构件标准耐火试验》GB/T9978的规定。
8.3钢与混凝土组合梁
Ⅰ承载力法
8.3.1火灾下钢与混凝土组合梁的承载力验算,两端铰接时,应按式(8.3.1-1)进行;两端刚接时,应按式(8.3.1-2)进行。
式中:M一一火灾下组合梁的正弯矩设计值;Mm+——火灾下组合梁的正弯矩承载力;Mm-——火灾下组合梁的负弯矩承载力。8.3.2火灾下钢与混凝土组合梁的正弯矩承载力应按下列规定计算:1当塑性中和轴在混凝土翼板内(图8.3.2-1),即behcbfcT≥Fbf+Fw+Ftf时,正弯矩承载力应按下列公式计算:
式中:fcT——高温下混凝土的抗压强度,应按本规范第5.2节确定,混凝土板的温度应按本规范第8.3.4条确定;fT——高温下钢材的强度设计值,应按钢梁相应部分的温度根据本规范第5.1节规定确定,其中钢梁各部分的温度应按本规范第8.3.4条确定;Ftf——高温下钢梁上翼缘的承载力;Fw——高温下钢梁腹板的承载力;Fbf——高温下钢梁下翼缘的承载力;be——混凝土翼板的有效宽度,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定确定;btf——钢梁上翼缘的宽度;bbf——钢梁下翼缘的宽度;h——组合梁的高度;hc1——混凝土翼板的厚度;hc2——压型钢板托板的高度;hcb——混凝土翼板的等效厚度,按本规范第8.3.5条确定;hs——钢梁的高度;hw——钢梁腹板的高度;ttf——钢梁上翼缘的厚度;tw——钢梁腹板的厚度;tbf——钢梁下翼缘的厚度;x——混凝土翼板受压区高度;y——混凝土翼板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离;y1——钢梁上翼缘中心到下翼缘中心的距离;y2——钢梁腹板中心到下翼缘中心的距离。2当塑性中和轴在钢梁上翼缘内(图8.3.2-2),即Fbf+Fw-Ftf<behcbfcT<Fbf+Fw+Ftf时,正弯矩承载力应按下式计算:
式中:Ftf,c——钢梁上翼缘受压区的承载力;Ftf,t——钢梁上翼缘受拉区的承载力;y——混凝土翼板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离;y2——钢梁腹板中心到下翼缘中心的距离;y3——钢梁上翼缘受压区中心到下翼缘中心的距离;y4——钢梁上翼缘受拉区中心到下翼缘中心的距离。
3当塑性中和轴在钢梁腹板内(图8.3.2-3),即behcbfcT≤Fbf+Fw-Ftf时,正弯矩承载力应按下列公式计算:
式中:Fw,c——钢梁腹板受压区的承载力;Fw,t——钢梁腹板受拉区的承载力;y——混凝土翼板受压区中心到钢梁下翼缘中心的距离;y1——钢梁上翼缘中心到下翼缘中心的距离;y5——钢梁腹板受压区中心到下翼缘中心的距离;y6——钢梁腹板受拉区中心到下翼缘中心的距离。8.3.3火灾下钢与混凝土组合梁的负弯矩承载力应按下式计算,计算时可不考虑楼板的作用(图8.3.3)。
注:1表中板厚是指压型钢板肋高以上混凝土板厚度;2当混凝土板厚为50mm~100mm时,升温可按表线性插值确定。8.3.5混凝土翼板的等效厚度hcb,对于板肋垂直于钢梁的钢与混凝土组合梁,hcb应取肋以上的混凝土板厚;对于板肋平行于钢梁的钢与混凝土组合梁,hcb应取1/2肋高以上的混凝土板厚。
Ⅱ临界温度法
8.3.6火灾下钢与混凝土组合梁中钢梁腹板与下翼缘的临界温度Td,应根据其设计耐火极限tm、荷载比R和混凝土翼板的等效厚度hcb经计算确定。其中,两端铰接组合梁的临界温度应按表8.3.6-1确定,两端刚接组合梁的临界温度应按表8.3.6-2确定。
注:1表中“一”表示在该条件下组合梁的耐火验算不适合采用临界温度法;2对于其他设计耐火极限、荷载比和混凝土翼板等效厚度,组合梁的临界温度可线性插值确定。
注:1表中“一”表示在该条件下组合梁的耐火验算不适合采用临界温度法。2对于其他设计耐火极限、荷载比和混凝土翼板等效厚度,组合梁的临界温度可线性插值确定。8.3.7火灾下钢与混凝土组合梁的荷载比R,两端铰接时,应按式(8.3.7-1)计算;两端刚接时,应按式(8.3.7-2)计算:
式中:M——火灾下组合梁的正弯矩设计值;M+——常温下组合梁的正弯矩承载力,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算;M-——常温下组合梁的负弯矩承载力,可按钢梁的负弯矩承载力确定,不考虑混凝土楼板的作用。8.3.8钢与混凝土组合梁的防火保护设计,应根据组合梁的临界温度Td、无防火保护的钢梁腹板与下翼缘组成的倒T型构件在设计耐火极限tm内的最高温度Tm经计算确定。其中,最高温度Tm应按本规范第6.2.1条计算确定。当临界温度Td小于或等于最高温度Tm时,组合梁应采取防火保护措施。防火保护层的设计厚度应按本规范第7.2.8条、第7.2.9条的规定计算确定;其中,截面形状系数Fi/V应取腹板、下翼缘组成的倒T型构件作为验算截面计算。钢梁上翼缘的防火保护层厚度可与腹板及下翼缘的防火保护层厚度相同。当临界温度Td大于最高温度Tm时,组合梁可不采取防火保护措施。
9防火保护工程的施工与验收
9.1一般规定
9.2防火保护材料进场
9.3防火涂料保护工程
9.4防火板保护工程
Ⅰ主控项目9.4.1防火板保护层的厚度不应小于设计厚度,其允许偏差应为设计厚度的±10%,且不应大于±2mm。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:每一构件选取至少5个不同的部位,用游标卡尺分别测量其厚度;防火板保护层厚度为测点厚度的平均值。9.4.2防火板的安装龙骨、支撑固定件等应固定牢固,现场拉拔强度应符合设计要求,其允许偏差应为设计值的-10%。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3个。检查方法:现场手掰检查;查验进场验收记录、现场拉拔检测报告。9.4.3防火板安装应牢固稳定、封闭良好。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:直观检查。Ⅱ一般项目9.4.4防火板的安装允许偏差应符合表9.4.4的规定。检查数量:全数检查。检查方法:用2m垂直检测尺、2m靠尺、塞尺、直角检测尺、钢直尺实测。
9.4.5防火板分层安装时,应分层固定、相互压缝。检查数量:全数检查。检查方法:查验隐蔽工程记录和施工记录。9.4.6防火板的安装接缝应严密、顺直,接缝边缘应整齐。检查数量:全数检查。检查方法:直观和用尺量检查。
9.5柔性毡状材料防火保护工程
Ⅰ主控项目9.5.1柔性毡状材料防火保护层的厚度应符合设计要求。厚度允许偏差为±10%,且不应大于±3mm。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:每一构件选取至少5个不同的涂层部位,用针刺、尺量检查。9.5.2柔性毡状材料防火保护层的厚度大于100mm时,应分层施工。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:直观和用尺量检查。Ⅱ一般项目9.5.3毡状隔热材料的捆扎应牢固、平整,捆扎间距应符合设计要求,且间距应均匀。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:直观和用尺量检查。9.5.4柔性毡状材料防火保护层应拼缝严实、规则;同层错缝、上下层压缝;表面应平整、错缝整齐,并应作严缝处理。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:直观和用尺量检查。9.5.5柔性毡状材料防火保护层的固定支撑件应垂直于钢构件表面牢固安装,安装间距应符合设计要求,且间距应均匀。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:直观和用尺量检查、手掰检查。
9.6混凝土、砂浆和砌体防火保护工程
Ⅰ主控项目9.6.1混凝土保护层、砂浆保护层和砌体保护层的厚度不应小于设计厚度。混凝土保护层、砌体保护层的允许偏差为±10%,且不应大于±5mm。砂浆保护层的允许偏差为±10%,且不应大于±2mm。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:每一构件选取至少5个不同的部位,用尺量检查。Ⅱ一般项目9.6.2混凝土保护层的表面应平整,无明显的孔洞、缺损、裂痕等缺陷。检查数量:全数检查。检验方法:直观检查。9.6.3砂浆保护层表面的裂纹宽度不应大于1mm,且1m长度内不得多于3条。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检验方法:直观和用尺量检查。9.6.4砌体保护层应同层错缝、上下层压缝,边缘应整齐。检查数量:按同类构件基数抽查10%,且均不应少于3件。检查方法:直观和用尺量检查。
9.7复合防火保护工程
Ⅰ主控项目9.7.1采用复合防火保护时,后一种防火保护的施工应在前一种防火保护检验批的施工质量检验合格后进行。检查数量:全数检查。检查方法:查验施工记录和验收记录。9.7.2采用复合防火保护时,单一防火保护主控项目的施工质量检查应符合本规范第9.2节~第9.6节的规定。Ⅱ一般项目9.7.3采用复合防火保护时,单一防火保护一般项目的施工质量检查应符合本规范第9.2节~第9.6节的规定。
9.8防火保护分项工程验收
附录A防火保护层的施用厚度
工程实际使用的非膨胀型防火涂料(防火板)的等效热传导系数与设计要求不一致时,可按下式确定防火保护层的施用厚度:
式中:di1——钢结构防火设计技术文件规定的防火保护层的厚度(mm);di2——防火保护层实际施用厚度(mm);λi1——钢结构防火设计技术文件规定的非膨胀型防火涂料、防火板的等效热传导系数[W/(m·℃)];λi2——施工采用的非膨胀型防火涂料、防火板的等效热传导系数[W/(m·℃)]。
附录B标准火灾下钢管混凝土柱的承载力系数
附录C标准火灾下钢管混凝土柱防火保护层的设计厚度
附录D火灾下组合楼板考虑薄膜效应时的承载力
D.0.1火灾下考虑组合楼板的薄膜效应时,应按下列要求将组合楼板划分为板块设计单元:1板块四周应有梁支承,且板块内不得有柱(由主梁围成的板块);2板块应为矩形,且长宽比不应大于2;3板块应布置双向钢筋网;4板块内可有1根以上次梁,但次梁的方向应一致;5板块内开洞尺寸不应大于300mm×300mm。当划分的板块单元不符合以上要求时,本附录不适用于火灾下组合楼板的承载力计算。D.0.2火灾下组合楼板考虑薄膜效应时的承载力应按式(D.0.2)计算:
[μ——板块短跨方向配筋率与长跨方向配筋率的比值;L/B——板块长宽比;h0——楼板的有效高度(板的厚度减去钢筋保护层厚度);ω——板块中心的竖向位移]D.0.4板块中心的竖向位移ω,可按下式计算(图D.0.4):
式中:B——板块短跨尺寸(m);αs——钢筋热膨胀系数[m/(m·℃)],应按本规范第5.1.1条确定;λ——单位宽度组合楼板内负筋与温度钢筋的面积比;△T——温度钢筋的温升(℃),按表D.0.4确定;T0——室温(℃),可取20℃;d——温度钢筋中心到受火面的距离(m);hc1——组合梁中混凝土翼板的厚度(m)。
附录E施工现场质量管理检查记录
施工现场质量管理检查记录应由施工单位按表E填写,总监理工程师进行检查,并做出检查结论。
附录F钢结构防火保护检验批质量验收记录
F.0.1钢结构防火保护检验批的质量验收记录应由施工项目专业质量检查员填写,专业监理工程师组织项目专业质量检查员、专业工长等进行验收并记录。F.0.2钢结构防火涂料保护检验批的质量验收应按表F.0.2进行记录。
F.0.3钢结构防火板保护检验批的质量验收应按表F.0.3进行记录。
F.0.4钢结构柔性毡状材料防火保护检验批的质量验收应按表F.0.4进行记录。
F.0.5钢结构混凝土(砂浆或砌体)防火保护检验批的质量验收应按表F.0.5进行记录。
F.0.6钢结构复合防火保护检验批的质量验收,应根据保护种类参照本附录第F.0.2条~第F.0.5条进行记录。
附录G钢结构防火保护分项工程质量验收记录
钢结构防火保护分项工程质量应由专业监理工程师组织施工单位项目专业技术负责人等进行验收,并应按表G记录。
本规范用词说明
1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑结构荷载规范》GB50009《混凝土结构设计规范》GB50010《建筑设计防火规范》GB50016《钢结构设计规范》GB50017《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300《建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》GB/T9978.1《建筑构件耐火试验方法第5部分:承重水平分隔构件的特殊要求》GB/T9978.5《建筑构件耐火试验方法第6部分:梁的特殊要求》GB/T9978.6《建筑构件耐火试验方法第7部分:柱的特殊要求》GB/T9978.7《钢结构防火涂料》GB14907
GB51249-2017
条文说明
编制说明
《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017,经住房城乡建设部2017年7月31日以第1633号公告批准发布。为便于钢结构防火保护设计、施工、验收和监督等部门的有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《建筑钢结构防火技术规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据及执行中需要注意的有关事项进行了说明,还着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。
符号主要参照现行国家标准《工程结构设计通用符号标准》GB/T50132和《工程结构设计基本术语标准》GB/T50083、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068、《建筑结构荷载规范》GB50009、《消防基本术语第1部分通用术语》GB/T5907.1-2014等的规定编写,并根据需要增加了一些内容。这些符号都是本规范各章节中所引用的。
3.1.1本条规定了钢结构构件的设计耐火极限确定依据。表1列出了现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014对各类结构构件的最低耐火极限要求,并结合钢结构特点,补充增加了柱间支撑、楼盖支撑、屋盖支撑等的规定。钢结构构件的设计耐火极限能否达到要求,是关系到建筑结构安全的重要指标。同时,本条所引用的现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014对各类结构构件设计耐火极限的规定均为强制性条文。因此,本规范将本条作为强制性条文,必须严格执行。
注:1建筑物中的墙等其他建筑构件的设计耐火极限应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定;2一、二级耐火等级的单层厂房(仓库)的柱,其设计耐火极限可按表1规定降低0.50h;3一级耐火等级的单层、多层厂房(仓库)设置自动喷水灭火系统时,其屋顶承重构件的设计耐火极限可按表1规定降低0.50h;4吊车梁的设计耐火极限不应低于表1中梁的设计耐火极限。根据受力性质不同,屋盖结构中的檩条可分为两类(图1):
4.1.1本条规定了钢结构防火保护措施的要求和选用原则。设计应立足于防火保护有效的前提下,针对现场具体条件,考虑构件的承载形式、空间位置及环境因素等,选择施工简便、易于保证施工质量的防火保护措施。钢结构防火保护措施应和其他施工、作业相匹配。选用防火保护措施时,一方面应考虑不影响前续已完工的施工及后续施工,另一方面还应保证后续施工不影响防火保护的性能。例如,膨胀型防火涂料应与防腐底漆、防腐面漆相容(防腐涂料、防火涂料由里及外的顺序依次为:防腐底漆,防腐中间漆,膨胀型防火涂料,防腐面漆)。为了保证膨胀型防火涂料膨胀不受影响,防腐面漆不应过硬,构件外部应留有足够的膨胀空间,也不应包裹防火毡等。4.1.2本条规定了可用于钢结构防火保护的常用措施。外包防火材料是绝大部分钢结构工程采用的防火保护方法。根据防火材料的不同,又可分为:喷涂(抹涂、刷涂)防火涂料,包覆防火板,包覆柔性毡状隔热材料,外包混凝土、砂浆或砌筑砖砌体,复合防火保护等,表2给出了这些方法的特点及适应范围。
(1)喷涂(抹涂、刷涂)防火涂料:在钢构件表面涂覆防火涂料,形成隔热防火保护层,这种方法施工简便、重量轻,且不受钢构件几何形状限制,具有较好的经济性和适应性。长期以来,喷涂防火涂料一直是应用最多的钢结构防火保护手段。早在20世纪50年代欧美、日本等国家就广泛采用防火涂料保护钢结构。20世纪80年代初期,国内开始在一些重要钢结构建筑中采用防火涂料保护,但防火涂料均为进口。1985年后国内研制了多种钢结构防火涂料,并已应用于很多重要工程中。为促进钢结构防火涂料生产、应用的标准化和规范化,国家先后颁布实施了《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS24:90和《钢结构防火涂料》GB14907-2002(代替原国家标准《钢结构防火涂料通用技术条件》GB14907-1994),对促进钢结构防火涂料的开发、应用和质量检测监督产生了显著作用。钢结构防火涂料的品种较多,根据高温下涂层变化情况分非膨胀型和膨胀型两大类(表3);另外,按涂层厚薄、成分、施工方法及性能特征不同可进一步分成不同类别。现行国家标准《钢结构防火涂料》GB14907-2002根据涂层使用厚度将防火涂料分为超薄型(小于或等于3mm)、薄型(大于3mm,且小于或等于7mm)和厚型(大于7mm)防火涂料三种。
5.1.1本条规定了高温下钢材的物理特性参数取值。高温下钢材的热膨胀系数、热传导系数和比热等随温度的不同会有一定的变化[式(1)~式(4)],本规范取这些参数在高温下的平均值。钢材的物理特性主要取决于钢材的化学组分,加工工艺、加工过程对其影响较小。钢结构工程中常用的碳素结构钢(低碳钢、中碳钢、高碳钢)和低合金结构钢等所含的碳元素、合金元素的比例都很小,基本上小于或等于5%;耐火钢的合金元素稍高于低合金结构钢。因此,这些钢材的高温物理特性基本相同。(1)结构钢的热膨胀变形率△l/l:
式中:Ts——钢材的温度(℃)。(2)结构钢的热膨胀系数as[m/(m·℃)]:
(3)结构钢的热传导系数λs[W/(m·℃)]:
(4)结构钢的比热Cs[J/(kg·℃)]:
(5)结构钢的泊松比Vs:
Vs=0.3(5)
5.1.2、5.1.3这两条规定了高温下结构钢的强度设计值和弹性模量。在本规范中,如无特别说明,结构钢是指钢结构工程中大量应用的具有屈服平台的低碳结构钢和低合金结构钢,包括Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢等。与高温下钢材的物理特性不同,钢材的生产工艺、加工过程等对高温下钢材的力学性能有较大的影响,并且高温对高强度钢、高强度螺栓、高强度钢绞线、钢索的强度影响要显著地大于结构钢,式(3)不适用这些钢材。结构钢在高温下的力学性能有如下特点(图3)
(1)钢材的屈服强度和弹性模量随温度升高而降低,且屈服台阶变得越来越小;温度高于300℃后,已无明显的屈服平台。(2)钢材的极限强度基本上随温度的升高而降低,但在180℃~370℃温度区间内,极限强度有所提高,塑性和韧性下降(即出现“蓝脆现象”)。(3)温度高于400℃后,钢材的强度与弹性模量开始急剧下降;温度达到650℃时,钢材已基本丧失大部分强度。温度高于300℃后,钢材已无屈服段,因此需要指定一个强度作为钢材的名义屈服强度。通常以一定量的塑性残余应变(称为名义应变)所对应的应力作为钢材的名义屈服强度(图4)。常温下一般取0.2%应变作为名义应变,而在高温下名义应变取值尚无一致的标准。
5.1.4、5.1.5耐火钢通过在钢材中加入钼等合金元素,使钢材在高温时从原子中析出碳化钼M02C。由于此类化合物比铁原子大,能起到阻止或减弱“滑移”的作用,从而提高钢材高温下的强度。耐火钢无蓝脆现象,故在低温度区段内耐火钢的强度损失大于结构钢。在实际工程中,绝大多数钢构件的临界温度在450℃~700℃范围内,在该温度段内耐火钢的强度损失小于结构钢。目前,各钢铁公司生产的耐火钢的高温材性有较大的差别,本规范给出的公式不一定适用于所有品种。应用式(5.1.4)、式(5.1.5)时,要求600℃时耐火钢的实测屈服强度折减系数不低于式(5.1.4)计算值的10%。
5.2.1本条有关高温下普通混凝土的热工性能参数参考了EN1994-1-2:2005(Eurocode4Part1.2,Designofcompositesteelandconcretestructures:Structuralfiredesign)的规定。其中,公式(5.2.1-2)是根据EN1994-1-2:2005给出的普通混凝土热传导系数上、下限公式取平均值得到的。对于钢与混凝土组合结构建议采用上限公式。上限公式:
下限公式:
混凝土的含水率对热工性能的影响很大,特别是对比热和热传导系数。本条给出的热工参数取值适用于干混凝土,即含水率不大于4%的普通混凝土。5.2.2本条有关高温下普通混凝土的轴心抗压强度和弹性模量参考了EN1994-1-2:2005的规定。其中,弹性模量折减系数是对EN1994-1-2:2005中混凝土的高温应力一应变曲线计算公式求导得到的。表5.2.2适用于强度等级C60及以下的混凝土。5.2.3本条有关高温下轻骨料混凝土的热工性能参数参考了EN1994-1-2:2005的规定,适用于含水率小于或等于5%的轻骨料混凝土。5.2.4本条有关高温下轻骨料混凝土的轴心抗压强度和弹性模量参考了EN1994-1-2:2005的规定。表5.2.4适用于强度等级C60及以下的混凝土。
5.3.2、5.3.3第5.3.2条规定了膨胀型防火涂料保护层的等效热阻计算方法。针对膨胀型防火涂料的特点,第5.3.3条规定膨胀型防火涂料应给出5个使用厚度的等效热阻。膨胀型防火涂料受火膨胀,形成比原涂层厚度大数倍到数十倍的多孔膨胀层,该膨胀层的热传导系数小,隔热防火保护性能良好。火灾下膨胀层厚度主要取决于涂料自身的特性、涂层的厚度,受膨胀层自身致密性、强度等的限制,膨胀层厚度不会一直随着涂层厚度的增大而增大,而且涂层太厚容易造成膨胀层过早脱落,因此膨胀型防火涂料存在最大使用厚度。膨胀型防火涂料涂层厚度和膨胀层厚度、热传导系数之间均为非线性关系(图5)。因此,膨胀型防火涂料不宜采用等效热传导系数,而是采用对应于涂层厚度的等效热阻。
5.3.4表8给出了其他一些防火保护材料常温下的热传导系数,供参考。
6.1.1本条规定了钢结构耐火验算与防火设计采用的火灾升温曲线。建筑火灾一般是从建筑内部的某一空间起火开始而造成的结果,通常可分为火灾初期增长阶段、全盛阶段、衰退阶段三个阶段。火灾的发展过程及其严重程度,取决于室内可燃物的燃烧性能、数量及分布情况(火荷载密度)以及着火房间的大小、形状、通风状况等因素。图6为一般室内火灾、高大空间火灾这两种典型的建筑火灾着火空间的环境温度升温曲线的比较。
式(6.1.1-1)所规定的标准火灾升温曲线是现行国家标准《建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》GB/T9978.1所采用的升温曲线,该曲线和国际标准IS0834-1:1999所采用的标准火灾升温曲线相同,适用于以纤维类火灾为主的建筑,其可燃物主要为一般可燃物,如木材、纸张、棉花、布匹、衣物等,可混有少量塑料或合成材料。式(6.1.1-2)所规定的升温曲线称为碳氢(HC)升温曲线,适用于可燃物以烃类材料为主的场所,如石油化工建筑及生产、存放烃类材料、产品的厂房等。图8为标准火灾升温曲线与碳氢(HC)升温曲线的比较。
注:表中A为构件截面积。
注:表中A为构件截面面积。
6.2.3本条给出的标准火灾下采用轻质防火保护的钢构件的近似升温计算公式,是通过对本规范第6.2.2条的迭代升温计算公式(6.2.2-1)、式(6.2.2-4)的计算结果进行数学拟合得到,二者的比较如图10所示。从图中可见,当钢构件的温度不大于700℃时,二者计算结果的偏差很小。由于式(6.2.3)为显式计算公式,极大地方便了计算。
7.1.7框架梁上一般有楼板或其他支撑,起到侧向约束作用,可防止框架梁发生整体失稳,因此钢框架梁的耐火承载力取决于其截面强度。试验和理论研究发现,对于两端有一定轴向约束的框架梁,火灾下梁的轴力首先为压力,但随着梁挠曲变形的增大,由于悬链线效应,梁中轴压力将逐渐减小,直至为零,再变为拉力。随着轴向拉力的发展,梁仍能再承受较高些的温度才会发生强度破坏(图11)。因此,框架梁的耐火设计,可偏于安全地取梁中温度轴力为零时的状态,进行耐火承载力验算。
7.1.8通常,框架柱受火时,相邻框架梁也会受影响而升温膨胀使框架柱受弯。分析表明,框架柱很可能因框架梁的受火温度效应而受弯形成塑性铰。为简化框架柱耐火设计,可偏于保守地假设柱两端屈服(图12),同时忽略框架柱另一方向弯矩的影响,则本规范第7.1.6条有关框架柱平面内、外稳定验算公式(7.1.6-1)、(7.1.6-3)可分别近似为:
由于框架柱的长细比一般较小,而两端反方向弯矩条件下βm和βt的平均值约为0.23,加上考虑所忽略的框架柱另一方向弯矩的影响,则本规范第7.1.6条式(7.1.6-1)、式(7.1.6-3)左端的第二项可近似取为0.3fT,框架柱的耐火验算可仅按式(7.1.8)进行。需注意,应分别针对框架柱的两个主轴方向,按式(7.1.8)进行验算。
线对称轴对称;E点表示计算构件段范围内的某一最不利轴向压力和弯矩组合(N,M),其对应的承受压弯作用时钢管混凝土柱的抗压承载力设计值N*如图中F点所示。图14所示的φ-λ关系曲线分为三个阶段:当λ≤λ0时,稳定系数φ=1,为强度破坏;当λ>λp时,钢管混凝土柱为弹性失稳;当λ0<λ≤λp时,钢管混凝土柱为弹塑性失稳。
在火灾下,组合楼板薄膜效应的大小与板块形状、板块的边界条件等有很大关系。如图18(a)所示支承于梁柱格栅上的钢筋混凝土楼板,在火灾下可能产生两种破坏模式:(1)梁的承载能力小于板的承载力能力时,梁先于板发生破坏,梁内将首先形成塑性铰[图18(b)],随着荷载的增加,屈服线将贯穿整个楼板;在这种破坏模式下,楼板不会产生薄膜效应;(2)梁的承载力大于楼板的承载力时,楼板首先屈服,梁内不产生塑性铰,此时楼板的极限承载力将取决于单个板块的性能,其屈服形式如图18(c)所示;如楼板周边上的垂直支承变形一直很小,楼板在变形较大的情况下就会产生薄膜效应。因此,楼板产生薄膜效应的一个重要条件是:火灾下楼板周边有垂直支承且支承的变形一直很小。在本规范附录C中,给出了板块产生薄膜效应的条件。
8.2.2由于楼板的面积很大,对压型钢板进行防火保护,工程量大、费用高、施工周期长。在有些情况下,将压型钢板设计为只作模板使用是更经济、可行的解决措施。当楼板内配置有足够的钢筋时,混凝土楼板自身的耐火极限极有可能达到设计耐火极限,此时组合楼板可不进行防火保护。对此,应通过标准耐火试验来测定楼板的实际耐火极限。压型钢板进行防火保护时,常采用防火涂料。对于防火涂料保护的压型钢板组合楼板,目前尚没有简便的耐火验算方法,因此本条规定基于标准耐火试验结果确定防火保护。
采用承载力法进行组合梁耐火验算与防火保护设计的计算步骤可参照第7.1节条文说明。8.3.1~8.3.3火灾下钢与混凝土组合梁的承载力,与常温下一样可按塑性计算,但应考虑温度对混凝土强度、钢材强度的影响。在少数情况下,组合梁在负弯矩作用下,塑性中和轴可能在钢梁上翼缘内,对此可基于受力平衡原理计算火灾下组合梁的负弯矩承载力。8.3.4火灾下混凝土板的温度沿厚度方向分布不均匀。研究表明,假设板内温度均匀,并取楼板的平均温度为楼板的代表温度,组合梁承载力计算结果的误差较小,可满足工程设计要求。组合梁中钢梁上翼缘的温度接近混凝土顶板的温度,明显低于腹板、下翼缘的温度,因此火灾下组合梁可以分为两部分分别计算温升:下翼缘与腹板组成的倒T型构件,按四面受火计算;上翼缘,按三面受火计算。上翼缘按三面受火计算的温度偏高,承载力验算结果是偏安全的。8.3.5混凝土翼板的等效厚度hcb的取值可参见图19。
采用临界温度法进行组合梁耐火验算与防火保护设计较为简单,因为常温下组合梁设计就需要确定其正、负弯矩承载力,故荷载比容易确定。临界温度法的计算步骤可参照第7.2节条文说明。8.3.6条文中钢与混凝土组合梁的临界温度表8.3.6-1和表8.3.6-2,是根据本规范第8.3.1条~第8.3.3条钢与混凝土组合梁的耐火承载力计算公式通过数值计算得到的。混凝土翼板的等效厚度hcb应按本规范第8.3.5条的规定确定。
9.2.1钢结构防火保护材料的使用直接关系到结构构件的耐火性能,关系到结构的耐火能力与防火安全。因此,防火保护材料必须选用经过检验的合格产品,并应注意其检验报告的有效性。9.2.2防火保护材料的隔热性能对结构的耐火能力至关重要,对其质量应从严要求。考虑到隔热性能试验周期较长、费用较高,因此本规范要求对预应力钢结构、跨度不小于60m的大跨度钢结构、高度大于100m的高层建筑钢结构所采用的防火保护材料进行见证检验。现行国家标准《钢结构防火涂料》GB14907-2002参考《建筑构件耐火试验方法》GB/T9978-1999(目前已被现行国家标准《建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》GB/T9978.1代替)的耐火试验方法,对试件及加载作了有针对性的补充规定:试件采用I36b或I40b的工字钢,跨度不小于4200mm,受火长度大于或等于4000mm,两端简支并按此计算确定试验加载。防火涂料对构件的隔热作用,与构件是否受力无关,因此本规范规定试件可以不加载,同时减小构件的长度。这样可简化试验,并可以采用较小的试验炉进行试验,减少试验成本。
7.2.2条数据需进一步实验。
固支构件的耐火极限小于简支构件。
这是我看到了最好用的一个建筑施工竣工验收统一用表网站,不光让提供企业级资料的统一监管,而且提供大量的免费资料,已经购买了此公司的模板,使用还可以,只是操作培训方面需要加强,不然有很多功能都不知怎么使用?
范例不错,但有些范例的填写数据太少了些,希望可以改进。
如果有培训视频就好了,每个省出的统表都不一样,都不知什么使用,关键还是培训要跟上。
如果购买了,在工程中使用不知是否方便,真的能在手机上,在工地上方便的编制表格吗?
感觉还可以,但有些表格是要购买才可以查看的,并没有全部免费啊。