GB 51249-2017 建筑钢结构防火技术规范.pdf

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  • 在600℃温度时的屈服强度不小于其常温屈服强度2/3 钢材。

    2.1.2钢管混凝土柱

    在钢管中填充混凝土而形成且钢管及其核心混凝土能共同 受外荷载作用的结构构件。

    2.1.3钢与混凝土组合梁

    由混凝土翼板和钢梁通过抗剪连接件组合面成建筑软件、计算,并能整体 力的梁。

    2.1.4压型钢板组合楼板

    2.1.5截面形状系数

    钢构件的受火表面积与其相应的体积之比。

    在标准耐火试验中,耐火试验炉内的空气平均温度随时间变 化的曲线。

    2.1.8等效曝火时间

    钢构件受标准火灾作用后的温度与其受实际火灾作用时达到 相同温度的时间。

    结构(构件)因其温度变化所产生的结构内力和变形。

    2.1.10耐火承载力极限状态

    结构或构件受火灾作用达到不能承受外部作用或不适于继续 承载的变形的状态。

    2. 1. 11 荷载比

    火灾下结构或构件的荷载效应设计值与其常温下的承载力设 计值的比值

    钢构件受火灾作用达到其耐火承载力极限状态时的温度

    2.2. 1 材料性能

    防火保护材料的密度; Ps——一钢材的密度; β。一混凝土的密度。 作用、效应、抗力 M一塑性弯矩; M.常温下钢管混凝土受纯弯时的抗弯承载力设 计值; N.一一常温下轴心受压钢管混凝土短柱的抗压承载 力设计值; N* 常温下钢管混凝土柱的抗压承载力设计值: 结构构件抗力的设计值; SGK 按永久荷载标准值计算的荷载效应值; 荷载(作用)效应组合的设计值; SQk 按楼面或屋面活荷载标准值计算的荷载效 应值; STk 按火灾下结构的温度标准值计算的作用效 应值; Swk 按风荷载标准值计算的荷载效应值

    2. 2. 4 时间、温度

    2.2.5其他耐火计算相关参数

    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

    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。

    3.2.1钢结构应按结构耐火承载力极限状态进行耐火验算与防

    钢结构耐火承载力极限状态的最不利荷载(作用)效应组 应考虑火灾时结构上可能同时出现的荷载(作用),且应

    3.2.2钢结构耐火承载力极限状态的最不利荷载(作用)效,

    按下列组合值中的最不利值确定

    3.2.3钢结构的防火设计应根据结构的重要性、结构类型和荷载 持征等选用基于整体结构耐火验算或基于构件耐火验算的防火设 计方法,并应符合下列规定: 1跨度不小于60m的大跨度钢结构,宜采用基于整体结构 耐火验算的防火设计方法; 2预应力钢结构和跨度不小于120m的大跨度建筑中的钢 结构,应采用基于整体结构耐火验算的防火设计方法。 3.2.4基于整体结构耐火验算的钢结构防火设计方法应符合下 列规定: 1各防火分区应分别作为一个火灾工况并选用最不利火灾 场景进行验算; 2应考虑结构的热膨胀效应、结构材料性能受高温作用的影

    1各防火分区应分别作为一个火灾工况并选用最不利火灾 场景进行验算; 2应考虑结构的热膨胀效应、结构材料性能受高温作用的影

    响,必要时,还应考虑结构几何非线性的影响,

    响,必要的,还应考虑结构儿向非线性的影啊。

    1计算火灾下构件的组合效应时,对于受弯构件、拉弯构件 和压弯构件等以弯曲变形为主的构件,可不考虑热膨胀效应,且火 灾下构件的边界约束和在外荷载作用下产生的内力可采用常温下 的边界约束和内力,计算构件在火灾下的组合效应;对于轴心受 拉、轴心受压等以轴向变形为主的构件,应考虑热膨胀效应对内力 的影响。 2计算火灾下构件的承载力时,构件温度应取其截面的最高 平均温度,并应采用结构材料在相应温度下的强度与弹性模量

    3.2.6钢结构构件的耐火验算和防火设计,可采用耐火极限法

    1耐火极限法。在设计荷载作用下,火灾下钢结构构件的实 际耐火极限不应小于其设计耐火极限,并应按下式进行验算。其 中,构件的实际耐火极限可按现行国家标准《建筑构件耐火试验方 法第1部分:通用要求》GB/T9978.1、《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 通过试验测定,或按本规范有关规定计算确定

    2承载力法。在设计耐火极限时间内,火灾下钢结构构件的 承载力设计值不应小于其最不利的荷载(作用)组合效应设计值 并应按下式进行验算。

    3临界温度法。在设计耐火极限时间内,火灾下钢结构构件 的最高温度不应高于其临界温度,并应按下式进行验算,

    武中:tm一 火灾下钢结构构件的实际耐火极限; td 钢结构构件的设计耐火极限,应按本规范第3.1.1 条规定确定; 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 结构构件抗力的设计值,应根据本规范第7章、第8 章的规定确定; T一在设计耐火极限时间内构件的最高温度,应根据本 规范第6章的规定确定; Ta一一构件的临界温度,应根据本规范第7章、第8章的规 定确定

    4.1.1钢结构的防火保护措施应根据钢结构的结构类型、设计邮 火极限和使用环境等因素,按照下列原则确定: 1防火保护施工时,不产生对人体有害的粉尘或气体; 2钢构件受火后发生充许变形时,防火保护不发生结构性破 坏与失效; 3施工方便且不影响前续已完工的施工及后续施工; 4具有良好的耐久、耐候性能。 4.1.2 钢结构的防火保护可采用下列措施之一或其中儿种的复 (组)合: 1 喷涂(抹涂)防火涂料; 2 包覆防火板; 包覆柔性毡状隔热材料: 4 外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体。 4.1.3 钢结构采用喷涂防火涂料保护时,应符合下列 规定: 1 室内隐蔽构件,宜选用非膨胀型防火涂料; 2 设计耐火极限大于1.50h的构件,不宜选用膨胀型防火 涂料; 3室外、半室外钢结构采用膨胀型防火涂料时,应选用符合 环境对其性能要求的产品; 4非膨胀型防火涂料涂层的厚度不应小于10mm; 5防火涂料与防腐涂料应相容、匹配。 4.1.4钢结构采用包覆防火板保护时,应符合下列规定:

    与构件及防火板连接,黏结剂在高温下应能保持一定的强度,并应 能保证防火板的包敷完整。 4.1.5钢结构采用包覆柔性毡状隔热材料保护时,应符合下列 规定: 1不应用于易受潮或受水的钢结构; 2在自重作用下,毡状材料不应发生压缩不均的现象。 4.1.64 钢结构采用外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体保护 时,应符合下列规定: 1当采用外包混凝土时,混凝土的强度等级不宜低于 C20; 2当采用外包金属网抹砂浆时,砂浆的强度等级不宜低于 M5;金属丝网的网格不宜大于20mm,丝径不宜小于0.6mm;砂浆 最小厚度不宜小于25mm; 3当采用砌筑砌体时,砌块的强度等级不宜低于MU 10。

    4.1.5钢结构采用包覆柔性毡状隔热材料保护时,应符合

    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。

    图4.2.1防火涂料保护构造图 钢构件;2一防火涂料:3一锌铁丝网

    (g)独立H型柱包矩形防火板

    (f)靠墙箱形柱包矩形防火板

    (h)靠墙H型柱包矩形防火板

    (i)独立矩形柱包矩形防火板

    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 造宜官按图4.2.3选用

    4.2.3钢结构采用包覆柔性毡状隔热材料保护时,其防

    4.2.4钢结构采用外包混凝土或砌筑体保护时,其防火保护构

    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

    图4.2.4外包混凝土防火保护构造图 1一钢构件:2一混凝土:3一构造钢筋

    【b)一般位置的钢梁

    5. 1. 1 高温下钢材的物理参数应按表5.1.1确定,

    表 5.1.1高温下钢材的物理参数

    5.1.2高温下结构钢的强度设计值应按下列公式计算。

    20℃ ≤ T, ≤ 300℃

    式中:T一 钢材的温度(℃); fr一一高温下钢材的强度设计值(N/mm); f一一常温下钢材的强度设计值(N/mm),应按现行国 家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定 取值; 5.1.3高温下结构钢的弹性模量应按下列公式计算,

    E.r = XstE!

    3比热容c。应按下式计算

    式中:T 混凝土的温度(℃); 入。一一混凝土的热传导系数[W/(m·℃)]; c。一混凝土的比热容[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。

    fer Nerfe Eor = XrE.

    f 温度为T.时混凝士的轴心抗压强度设计值(N) mm); f。一常温下混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm), 应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取值; Er一一高温下混凝土的弹性模量(N/mm); E。一一常温下混凝土的弹性模量(N/mm),应按现行国 家标准《混凝土结构设计规范》GB50010取值; 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; 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

    表5.2.2高温下普通混凝土的轴心抗压强度折减系数nr及 弹性模量折减系数T

    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:

    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:

    [入。= 1. 0 Tc 20℃ ≤T.< 800℃ 1600 L入c == 0. 5 800℃≤T。<1200℃

    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neT、弹性 模量折减系数XsT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。

    表5.2.4高温下轻骨料混凝士的轴心抗压强度折减系数neT及

    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。

    5.3.1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:

    人; 一等效热传导系数W/m

    5.3.2膨胀型防火涂料保护层的等效热阻,可根据标准耐火试验 得到的钢构件实测升温曲线按下式计算:

    5.3.2膨胀型防火涂料保护层的等效热阻,可根据标准耐火试

    式中:R;一一防火保护层的等效热阻(对应于该防火保护层厚度) (m: ℃/ 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,

    式中: R; 防火保护层的等效热阻(对应于该防火保护层厚度) (m: ℃/W)

    5.3.3膨胀型防火涂料应给出最大使用厚度、最小使用

    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 差的1/4递增的等效热阻镀锌电焊网标准,其他厚度下的等效热阻可采用线 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

    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。

    6.1.1常见建筑的室内火灾升温曲线可按下列规定确定:

    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:

    对于以烃类物质为主的火灾项目管理、论文,可按下式确定:

    烃类物质为主的火灾,可按下式确

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