2014钢结构规范 培训资料--钢规防火

创新提升价值精诚建造未来中冶京诚术应用研讨会用研讨会钢结构：理论、试验、计算、案例——规范（《钢结构设计规范》GB50017-201X钢规防火）王立军创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）3钢结构防火要求3钢结构防火要求3.01单、多层建筑和高层建筑中的各类钢构件、组合构件等的耐火极限不应低于《建筑设计防火规范》（GB50016）和《高层建筑设计防火规范》（GB50045）中的相关规定。其中，柱间支撑的耐火极限要求可参照柱的规定，楼面支撑的耐火极限要求可参照楼板的规定，屋面支撑和系杆的耐火极限要求可参照屋顶承重构件的规定。各类钢构件和组合构件自身的耐火时间低于规定的耐火极限要求时，应采取外包覆不燃烧体或其他防火隔热的措施。创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性4材料特性4.1钢材4.1.1在高温下，钢材的有关物理参数应按表4.1.1采用。表4.1.1高温下钢材的物理参数(4.1.2-1)参数名称符号数值单位热膨胀系数1.4×10-5m/(m·℃)热传导系数45W/(m·℃)比热容600J/(kg·℃)密度7850kg/m3泊桑比0.3－ssscss创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性EETTC1000C600280061000C600C204760647807ssssssTTTTTTT4.1.2在高温下，普通钢材的弹性模量应按下式计算：(4.1.2-1)创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)yTyTffffRyC1000C8002000/5.0C800C3002168.010228.910096.21024.1C300C200.1ssss32s53s8sTTTTTTTT4.1.3在高温下，普通钢材的屈服强度应按下式计算：(4.1.3-1)(4.1.3-2)创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)2c120012.012024.02TT℃℃120020T2c120008.012016.06.1TT℃℃120020T2c120412080900TTc℃℃120020T4.2混凝土4.2.1在高温下，普通混凝土的有关物理参数按下列规定采用：1热传导系数1)硅质骨料混凝土：2)钙质骨料混凝土：2比热容:创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)4.2.2在高温下，普通混凝土的初始弹性模量应按下式计算：ccT)0011.083.0(ETE℃℃70060T4.2.3在高温下，混凝土的抗压强度应按下式计算：ccTcTffT（℃）普通混凝土轻骨料混凝土201.001.001000.951.002000.901.003000.851.004000.750.885000.600.766000.450.647000.300.528000.150.409000.080.2810000.040.1611000.010.04120000表4.2.3高温下混凝土强度折减系数cT创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)iici4.3防火涂料4.3.1当钢结构采用防火涂料保护时，可采用膨胀型或非膨胀型防火涂料。4.3.2钢结构防火涂料的技术性能除应符合现行国家标准《钢结构防火涂料》（GB14907）的规定外，还应符合下列要求：1非膨胀型防火涂料生产厂家应在产品说明书中给出非膨胀型防火涂料的等效热传导系数、比热容和密度参数创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)2膨胀型防火涂料生产厂家应在产品说明书中给出表4.3.2所示形式的膨胀型防火涂料的等效热阻。涂料厚度(mm)耐火极限(h)超薄型膨胀涂料薄型膨胀涂料1.52.02.53.03.04.05.06.07.00.51.01.5表4.3.2膨胀型防火涂料的热阻iR（m2℃/W）创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)4.4防火板当钢结构采用防火板保护时，可采用低密度防火板、中密度防火板和高密度防火板。防火板材应符合下列要求：1应为不燃性材料；2受火时不炸裂，不产生穿透裂纹；3生产厂家应提供产品的等效热传导系数、密度和比热容等参数。iiic创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)4.5其它防火隔热材料4.5.1钢结构也可采用粘土砖、C20混凝土或金属网抹M5砂浆等其他隔热材料作为防火保护层。4.5.2当采用其它防火隔热材料作为钢结构的防火保护层时，生产厂家除应提供强度和耐候性参数外，尚应提供等效热传导系数、密度和比热容等参数。iiic创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）4材料特性(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)4.5其它防火隔热材料4.5.1钢结构也可采用粘土砖、C20混凝土或金属网抹M5砂浆等其他隔热材料作为防火保护层。4.5.2当采用其它防火隔热材料作为钢结构的防火保护层时，生产厂家除应提供强度和耐候性参数外，尚应提供等效热传导系数、密度和比热容等参数。iiic创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）5抗火设计基本规定(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)5抗火设计基本规定5.1一般规定5.1.1对于一般单层和多高层建筑钢结构，可仅对结构的各构件进行抗火计算，并采用临界温度法使其满足各构件的抗火设计要求。5.1.2对于一般单层和多高层建筑钢结构，当按结构各构件进行抗火设计时，可只考虑各构件的受火升温。5.1.3对于一般大空间建筑钢结构，可采用临界温度法按第9章的规定进行结构整体抗火验算。5.1.4对于跨度大于60m或空间面积大于6000m2间建筑结构、高度大于100m的高层建筑结构以及特别重要建筑的结构，应对结构整体进行抗火计算，并采用承载力法进行结构各构件抗火验算或结构整体的抗火验算。5.1.8钢结构抗火设计施工图文件应给出各构件的耐火极限要求和具体的防火保护措施，包括所采用的防火保护材料及其隔热性能参数（等效热传导系数或热阻）、防火保护层厚度和防火保护构造。创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）5抗火设计基本规定(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)5.2抗火极限状态设计要求5.2.1当满足下列条件之一时，应视为钢结构构件达到抗火承载力极限状态：1轴心受力构件截面屈服。2受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构。3构件整体丧失稳定；4构件达到不适于继续承载的变形。5.2.2当满足下列条件之一时，应视为钢结构整体达到抗火承载力极限状态：1结构产生足够的塑性铰形成可变机构。2结构整体丧失稳定。创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）5抗火设计基本规定(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)5.2.3钢结构的抗火设计应满足下列要求之一：1在规定的结构耐火极限时间内，结构或构件的承载力Rd不应小于各种作用所产生的组合效应Sm，即：Rd≥Sm(5.1.3-1)2在各种荷载效应组合下，结构或构件的耐火时间td不应小于规定的结构或构件的耐火极限tm，即：td≥tm(5.1.3-2)3结构或构件的临界温度Td不应低于在耐火极限时间内结构或构件的最高温度Tm，即：Td≥Tm(5.1.3-3)创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）6温度作用及其效应组合(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)6温度作用及其效应组合6.1一般室内火灾空气升温6.1.1一般室内火灾空气温度可按如下标准火灾升温公式计算：(6.1.1)Tg(t)——对应于时刻的室内平均空气温度（℃）；Tg(0)——火灾发生前的室内平均空气温度，取20℃；t——升温时间（min）。)18lg(345)0()(ggtTtT6.2大空间火灾升温6.2.1大空间建筑火灾中的烟气升温过程可按下式确定：(6.2.1)μxbtteeTTT/)(1.0zgt)z,(x,e)1(2.08.01)0(创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）6温度作用及其效应组合(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)6.3钢构件升温计算6.3.1火灾下钢构件的升温可按下列增量法计算，其初始温度取20℃：)()()()(ssgssstTttTtTcBttT(6.3.1)6.3.3有防火保护层的钢构件，当构件温度不超过700℃时，在标准火灾升温条件下其内部温度可按下式近似计算：s05s)2.0100.5044.0()(TtBtT创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）6温度作用及其效应组合(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)6.4作用效应组合6.4.1进行单层和多高层建筑钢结构抗火设计时，可不考虑温度内力的影响；进行大空间建筑钢结构抗火设计时，应考虑温度内力和变形的影响。6.4.2按结构各构件进行抗火设计时，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。创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）6温度作用及其效应组合(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)6.4.3钢结构抗火验算时，可按偶然设计状况的作用效应组合，采用下列较不利的设计表达式：)(QkfTkGk0mSSSST)4.0(WkQkqTkGkT0mSSSSS——作用效应组合的设计值；——永久荷载标准值的效应；——火灾下结构的标准温度作用效应，对于单层和多高层建筑钢结构，可不考虑此效应；——楼面或屋面活荷载标准值的效应；——风荷载标准值的效应；——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》GB50009的规定取值；——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》GB50009的规定取值；——结构抗火重要性系数，对于耐火等级为一级的建筑取1.15，对于其他建筑取1.05。mSGKSTkSQkSWkSfq0T创新提升价值精诚建造未来中冶京诚《钢结构设计规范》（GB50017—201X）7单层和多高层建筑钢结构抗火验算(4.1.2-1)(4.1.3-1)(4.1.3-2)7单层和多高层建筑钢结构抗火验算7.1抗火设计步骤7.1.1采用临界法进行单层和多高层建筑钢结构各构件抗火验算时，其验算步骤为：1按第6.4.3条进行荷载效应组合。2根据构件和荷载类型，按第7.2和7.3节有关条文，计算构件的临界温度。3由给定的临界温度、耐火极限（标准升温时间或等效曝火时间）可按附录H查表确定构件单位长度综合传热系数B，或按下式近似计算：044.02.0201022d4tTB——标准火灾升温时取构件耐火极限，非标准