protection to 构件的温度应取其截面的最高平均温度 Gk 膨胀型钢结构防火涂料的等效热传导系数与防火保护层厚度有关 Part R 钢结构在火灾下的破坏 式（3.2.2-2）时忽略温度作用效应 assessment Structural 1304:1994 contribution Materials Normung requirements of 设计指标包括 Organization（ISO）.IS0 8） 承重水平分隔构件的特殊要求》GB/T 拉弯构件和压弯构件等以弯曲变形为主的构件 将抵消热膨胀变形 4） fire of Resistance 9978—1988等 E building 当满足下列条件之一时 13） 必须进行科学的防火设计 1） φ 6: of 3.2.3 直接涉及建筑的结构安全 必须严格执行 ＝1.0 构件承载力也将下降 a the of 楼面或屋面活荷载和风荷载等取火灾发生时的最可能出现的值 British to Wk 应视为钢结构构件达到耐火承载力极限状态 一级耐火等级的单层 tests-Elements the 防火保护层的等效热阻 of British 18） 因此在结构未形成机构之前 Technical 3.1.3 834-11.Fire ＝1.0 第一类檩条 of 做到安全适用 但是 钢结构构件的耐火验算和防火设计 of 国际社会在1970年前后开始研究建立基于结构分析与耐火验算的钢结构防火设计理论与方法 Determination for 7） 节点处防火涂层的厚度不应小于所连接构件防火涂层的最大厚度 Design structural Components protection 3.1.3 on Fire 应考虑热膨胀效应对内力的影响 本条所引用的现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 3.1.1 Construction Steel the Requirements of γ Behavior Resistance Materials 2 lnternational 根据验算对象和层次的不同 fire Elements 4102-2 Institut the ＝1.1 包括国际标准组织ISO/CD Specific Components G Organization（ISO）.IS0 （Method 本条给出了构件耐火验算时的三种方法 m 采用该方法 Materials construction-Part 20: 2） 6） 对于试验来说操作方便 for Testing 其截面形状系数小于邻近构件 此类檩条破坏 Construction. 应采取防火保护措施 d Japanese 50009的规定取值 建筑经常发生火灾这类次生灾害 5） 0T 因此 and Steelwork 屋盖支撑等的规定 结构中相当多的钢构件将进入弹塑性受力状态 英国规范BS Fire Contribution Specification 对主结构（如屋架）起到侧向支撑作用 Fire 是基于承载力极限状态 Fire-Resistance Tests elements. Deutsches 计算构件的抗力时宜考虑温度的不均匀性 因此 m 1 Construction 钢结构节点处构件 临界温度法 随着温度的升高 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 基本规定 Resistance 本规范采用基于结构分析与耐火验算的钢结构防火设计方法 对于耐火极限不满足要求的钢构件 Deutsches and Materials 4: requirements tests-Elements Methods 故作为强制性条文 of 1 Design the 3.1 并确定其防火保护措施 Fire 5: Tests 9978.6 1983. 也不会造成结构整体失效 Structural 美国ASTM 3.1.1 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》GB European Building 防火保护材料的等效热传导系数 9978.1 Methods 1993-1-2 第6部分 on 澳大利亚AS 14） 3 对于其他建筑 834-5 1994. Building 2000.Fire-resistance 计算火灾下构件的组合效应时 Building Standardization 其承载力随之下降 其耐火极限可不作要求 Structural Determination 本条规定了钢结构构件的设计耐火极限确定依据 本条规定了钢结构在火灾下的荷载（作用）效应组合 834 上述标准的具体名称如下 因此 the 1 来判定构件的耐火性能是否符合要求 of Elements 在总体上与欧洲钢结构协会ECCS钢结构防火设计标准 ——荷载（作用）效应组合的设计值 Loadbearing 为了简化设计 柱间支撑的设计耐火极限应与柱相同 Deutsches Fire Fire 可按本规范附录A确定防火保护层的施用厚度 防火设计 construction-Part Materials Building 1977. 必须指出 保证构件的耐火极限达到规定的设计耐火极限 Part Normung 表1 （2）受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构 但是对于理论计算来说则需要进行多次计算比较 BS 我国国家标准《建筑构件耐火试验方法》GB/T 7: 预应力结构时 Concepts 119和NFPA 本质上是由于随着火灾下钢结构温度的升高 Method 其中 of 致使钢结构不能承受外部荷载 钢结构构件的设计耐火极限能否达到要求 地震过后 轴心受压等以轴向变形为主的构件 T Elements 3.2.3 计算火灾下构件的承载力时 建篥樽造部分の耐火試驗方法 E119-12 故将本条作为强制性条文 达不到绝大部分建筑构件的设计耐火极限 construction-Part A Specific 取最不利部件进行验算 ——永久荷载的分项系数 因此在火灾下荷载（作用）效应组合中不考虑地震作用 可采用耐火极限法 the building Institution（BSI） of Standards 即使在火灾中出现破坏 Tests Fire 楼面活荷载等 构件升温热膨胀受约束将产生很大的温度内力 弱构件”的设计原则 火灾下允许钢结构发生较大的变形 and Tests 钢材的弹性模量急剧下降 22:Methods Standards 等效热阻是衡量防火保护层防火保护性能的技术指标 ——按永久荷载标准值计算的荷载效应值 由于钢材具有良好的塑性变形能力 因此 往往需要进行一系列的试验方可确定合适的防火保护措施 q BS for 3.1.4 防火保护层的厚度应通过构件耐火验算确定 4 for International loadbearing 验算结构的耐火承载力 Standard 计算构件在火灾下的组合效应 Principles）. of American columns. 周边结构对局部子结构的受力影响不大时） 此类檩条应视为屋盖主要结构体系的一个组成部分 Part 第7部分 在设计荷载作用下 3.1.5 Structures 因此 4102-19 3 G of 基于整体结构耐火验算的设计方法应考虑结构的热膨胀效应 当构件两端的连接承载力不低于构件截面的承载力时 防火材料的性能要求及设计指标 Materials 并应按下式进行验算 Structures-Calculation γ 但在火灾过程中再发生较大地震的事件为极小概率事件 钢结构节点是钢结构的一个基本组成部分 Fire Fire 保证钢结构在火灾下的安全 AS 必须进行承载力极限状态验算 of 国际上主要采用基于建筑构件标准耐火试验的方法来进行钢结构防火设计 General 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 可通过构件的塑性变形 for tests-Elements 2005. 也为英国标准BS of Structures 50009的规定取值 of 钢结构的防火设计文件应注明建筑的耐火等级 8采用 of 1 对于防止和减少建筑钢结构的火灾危害 系杆”的要求取值 应根据本规范第7章 Materials Design 德国DIN 3.1.4 0T of Standards Tests 楼盖支撑的设计耐火极限应与梁相同 Building 10） 可采用直接验算构件在设计耐火极限时间内是否满足耐火承载力极限状态要求 因此可不考虑温度内力的影响 按正常使用极限状态来设计钢构件的防火保护是过于严苛的 on 材料强度下降 对于耐火等级为一级的建筑 Safety 故作为强制性条文 改变结构受力方式 （3）构件整体丧失稳定 4102 2 Steel Institution（BSI） Standards 宜采用基于整体结构耐火验算的防火设计方法 DIN Steel 造成整体倾覆 《建筑结构荷载规范》GB 在设计耐火极限时间内 提高其耐火极限 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 钢结构构件的耐火极限经验算低于设计耐火极限时 British Institution（BSI） f Building 其承载力随之下降 360-10 应考虑热膨胀效应对内力的影响 防火设计 8 and 第8章韵规定确定 BS 50009-2012中关于偶然设计状况的荷载（作用）效应组合原则制定的 for Elements 本条规定了钢结构节点的防火保护措施 由于计算方法对结构的承载力影响大 17） 采取安全可靠 没有反映钢构件的截面大小与形状以及受荷水平等因素的影响 对于截面上温度明显不均匀的构件（例如组合梁） 本条规定了钢结构构件的耐火极限不满足设计要求时的处理方法 2:Building 这在理论上仅适用于各种荷载（作用）的效应与荷载为线性关系的情况 对于轴心受压构件 其设计耐火极限应按表1对“屋盖支撑 and 美国规范AN-SI/AISC of Structures 式（3.2.6-1） Methods British 1:Building 取φ in 式中 and 可不考虑热膨胀效应 50016-2014对各类结构构件设计耐火极限的规定均为强制性条文 behavior of Building Standard d 因此 为了简化计算 钢结构在火灾下的破坏 Fire The Application ——楼面或屋面活荷载的准永久值系数 本条规定了在钢结构防火设计技术文件中应注明的基本事项 对于受弯构件 476-20:1987 Specific 1304 building applied Components 且应符合下列规定 预应力钢结构对温度敏感 3-Fire 节点升温较慢 S 对于该部分结构及相邻受影响的结构部分的耐火性能验算也要按照本条规定进行 构件从受火到达到耐火承载力极限状态的时间即为构件的耐火极限 elements. of 2 ≥T Tests 钢构件可在进入屈服后继续承载 Society Convention 0T Fire-resistance m 日本JIS for 3.2.1 Construction. and Materials Special S Structures 对于端部约束足够强的受火钢构件 ——按风荷载标准值计算的荷载效应值 为保证钢结构在设计耐火极限时间内的承载安全 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 应视为钢结构整体达到耐火承载力极限状态 476-23:1987 应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 3.2.1 1530.4 Standards 非膨胀型钢结构防火涂料 requirements of 基本规定 building Part 取γ Elsevier 根据受力性质不同 Standards 防火要求 of of 一般可取γ Association 当永久荷载有利时 对于以轴向变形为主的构件 2519 Construction.ANSI/AISC Fire 必要时 应考虑火灾时结构上可能同时出现的荷载（作用） Test 构件温度应取其截面的最高平均温度 ＝0.4 Steelwork（ECCS） 并结合钢结构特点 Tests 实际上 或是受压失稳 结构材料性能受高温作用的影响 热膨胀将增大其内力并易造成构件失稳 resistance the 当构件承载力降至最不利组合效应时 并于80年代开始编制基于结构分析与耐火验算的钢结构防火设计规范 1.2:Structural 因此 t 可采用子结构耐火分析与验算替代整体结构耐火分析与验算 Protection ≥t horizontal Organization（ISO）.IS0 Components Safety Committee Institution（BSI） 834-6:2000.Fire-resistance for ——钢结构构件的设计耐火极限 条文中给出的荷载（作用）效应组合值的表达式是采用各种荷载（作用）叠加的形式 construction-Part tests-Elements 经济合理的防火保护措施 即荷载（作用）效用组合公式（3.2.2-1） construction-Part Methods （2） （NFPA） 节点板 Parts 式（3.2.6-3）的耐火验算结果是完全相同的 最好直接根据等效热阻确定防火保护层的厚度（涂层厚度） tests-Elements Part 19） 拉弯构件和压弯构件等以弯曲变形为主的构件（如钢框架结构中的梁 《建筑构件耐火试验方法 Institute Fire 对于轴心受拉构件 on 15） 3.2.2 跨度不小于60m的大跨度钢结构 1nternational of 当有充分的依据时（例如 Determination Materials Building 设计时应予以特别重视 此类檩条破坏可能导致主体结构失去整体稳定性 应考虑结构的热膨胀效应 构件达到其耐火承载力极限状态时的温度即为构件的临界温度 50016的规定确定 of Institut British 第8章的规定确定 柱） 因此 （3.2.6-1） Australian m Fire Standards 保护人身和财产安全极为重要 of separating Constructional 应按本规范第3.2.2条的规定确定 结构受火作用是一个恒载升温的过程 1nternational and 承载力法或临界温度法 3 Recommendation 二级耐火等级的单层厂房（仓库）的柱 并应经设计单位认可 and 当满足下列条件之一时 Loadbearing for 并应按下式进行验算 钢材强度下降 3 《建筑构件耐火试验方法 耐火极限法 许多国家的规范给出了通用的构件耐火极限表（如外包一定厚度混凝土的钢构件的耐火极限） and 本条规定对于保障钢结构的耐火安全极为重要 for 2005 Structures Specific 对于非膨胀型钢结构防火涂料 determine of 钢结构构件的设计耐火极限应根据建筑的耐火等级 热膨胀很可能导致预应力的丧失 （1）钢结构产生足够的塑性铰形成可变机构 Standards 屋盖结构中的檩条可分为两类（图1） ——荷载（作用）效应组合的设计值 耐火验算时只需采用其中之一即可 基于“强节点 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 Standard 大挠度变形来抵消其热膨胀变形 Materials 对屋盖结构整体受力性能影响很小 计算火灾下构件的承载力时 并确定其防火保护 应按本规范第3.1.1条规定确定 对于膨胀型防火涂料 补充增加了柱间支撑 Tk JIS Part 1994. ——火灾下钢结构构件的实际耐火极限 梁的特殊要求》GB/T 对于这类檩条 Standards 屋盖支撑和系杆的设计耐火极限应与屋顶承重构件相同 该组合是根据现行国家标准《建筑可靠度统一设计标准》GB DIN R 楼盖支撑 钢结构防火设计可分为基于整体结构耐火验算的防火设计方法和基于构件耐火验算的防火设计方法 w ——按火灾下结构的温度标准值计算的作用效应值 （4）构件达到不适于继续承载的变形 t of 必须严格执行 A Resistance S Materials（ASTM）.ASTM for 该简化处理方法 Fire 3.2.4 在20世纪80年代以前 对于轴心受拉 1530.4-1997 Part Resistance 11: requirements. 火灾下钢结构构件的最高温度不应高于其临界温度 预应力钢结构和跨度不小于120m的大跨度建筑中的钢结构 ——按楼面或屋面活荷载标准值计算的荷载效应值 Standards 防火要求 Resistance 并应符合下列规定 加劲肋等聚集 （3.2.6-2） Construction Standards for 251 Requirements 结构材料性能受高温作用的影响 （3.2.6-3） 必须严格执行 d 11） 构件的防火保护措施 一 building and 基于整体结构耐火验算的防火设计方法适用于各类形式的结构 Assemblies S 476-21:1987 考虑钢构件热膨胀型温度内力时 Building S 式中 模拟恒载升温 G 则仍应考虑结构正常使用中的各种荷载及作用组合 construction-Part NFPA 进行这样一系列的耐火试验 ——结构重要性系数 21: Structural Tests γ Components 欧洲规范ENV 21） T 防火板等材料的等效热传导系数与防火保护层厚度无关 2010. φ 防火保护应根据工程实际选用合理的防火保护方法 1993 技术先进 9978.5 Institut 1998. 3.2.4 式（3.2.6-2） Structures 3.1 4102-4 对于受弯构件 本条指出了本规范钢结构耐火验算与防火设计的验算准则 50068-2001 是关系到建筑结构安全的重要指标 for and ＝0.9 3.2.2 再施加温度作用 Non-Loadbearing elements. Amsterdam 第二类檩条 同时 则应对各不利截面进行耐火验算 可根据涂层的等效热阻直接确定其施用厚度 2003. 续表1 结构类型和荷载特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 to 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 这些事项与钢结构防火工程的质量密切相关 其设计耐火极限可按表1规定降低0.50h 3.2.6 Specific 假定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 ——楼面或屋面活荷载的频遇值系数 Buildings 耐火极限法是通过比较构件的实际耐火极限和设计耐火极限 w Resistance of requirements Association φ 5950 of 檩条除支承屋面板外 防火保护层的厚度 3.2.5 5950 20） 承载力法 Qk of 8:Code Eurocode 应根据本规范第7章 其屋顶承重构件的设计耐火极限可按表1规定降低0.50h 为此 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 3.2.6 Steel 钢结构的防火设计应根据结构的重要性 1nternational Behavior Components building Fire Buildings 9） 1: 按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 2 360-10等规范所采用的方法相同 ——在设计耐火极限时间内构件的最高温度 structural 必须严格执行 Fire 以延缓钢构件升温 Organization（ISO）.ISO/CD 故要求采用基于整体结构验算的防火设计方法 476-22:1987 Buildings） 费用高 d 无防火保护钢构件的耐火时间为0.25h～0.50h of 3.1.5 Building 不应视为屋盖主要结构体系的一个组成部分 防火板 American 3.1.2 834-7:2000.Fire-resistance steel 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 Methods BS 大跨度钢结构局部构件失效 表1列出了现行国家标准《建筑设计防火规范》GB （1） beams. 构件达到耐火承载力极限状态 在较低温度时即进入弹塑性受力状态 本条规定对于保障钢结构耐火安全至关重要 Fire for 9978.7通过试验测定 d （1）轴心受力构件截面屈服 and for 应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB BS Tests 本质上是由于随着火灾下钢结构温度的升高 Fire ≥S 评定结构状态及修复结构时 3.1.2 on 本规范将本条作为强制性条文 Test resistance 构件的设计耐火极限 应根据本规范第6章的规定确定 Building to 钢材强度下降 476 Fire 3.2.5 因此根据防火保护层的等效热阻相等原则可按附录A确定实际施工厚度 23: 通常 Practice Construction 再逐步施加与时间相关的温度作用进行结构弹塑性分析 Part für 防火保护的构造等 Standards 还应考虑结构几何非线性的影响 834-10.Fire 或按本规范有关规定计算确定 仅影响局部屋面板 在设计耐火极限时间内 Part Classified fur 1 Building of T ——构件的临界温度 在总结大量构件标准耐火试验结果的基础上 通用要求》GB/T ENV 注 10: Structures of 恒载 先施加永久荷载 and 采用防火涂料保护时 834-1:1999 材料和构造措施 National fur requirements 基于构件耐火验算的防火设计方法的关键 d Part Normung 当建筑中局部为大跨度结构 t ——结构构件抗力的设计值 to 需要进行防火保护 16） Materials and Industrial 图1 或者作为横向水平支撑开间的腹杆 Part the 《建筑构件耐火试验方法 Institution（BSI） Tests -1-2 for Materials. of 在火灾下构件的变形显著大于常温受力状态 经济合理 英国BS Exposed 典型的屋盖结构体系 且应按下列组合值中的最不利值确定 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 檩条仅对屋面板起支承作用 Use 2 the and Organization（ISO）.ISO/CD of Committee Components of Steel European 不要求进行正常使用极限状态验算 γ 多层厂房（仓库）设置自动喷水灭火系统时 m 火灾下随着构件温度的升高 还兼作纵向系杆 Fire 第1部分 5950 Components Element 3.2 应采用基于整体结构耐火验算的防火设计方法 Fire Organization（ISO）.IS0 1997. （General edition. 致使钢结构不能承受外部荷载作用而失效破坏 Determination S 而在火灾后 3） International Building DIN 有可能造成结构连续性破坏甚至倒塌 （2）钢结构整体丧失稳定 European 防火保护措施及防火材料的性能要求 12） 尽可能地减少试验次数 Structure. 柱的特殊要求》GB/T Definitions 即先施加荷载 例如 基于构件耐火验算的钢结构防火设计方法应符合下列规定 但这些构件的耐火极限表比较粗略 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 3.2 第5部分 tests-Elements Standards Building 为了改善这一情况 50016的规定 各国及有关组织制定了相应的试验标准 是计算钢构件在火灾下的内力（荷载效应组合） 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 并应按下式进行验算 但是火灾下钢结构节点受力复杂 热膨胀将减小轴心受拉构件的拉力 对于变截面构件 ——风荷载的频遇值系数 Building 必须保证钢结构节点在高温作用下的安全 为此 m of of Part materials 3 并应采用结构材料在相应温度下的强度与弹性模量 50016-2014对各类结构构件的最低耐火极限要求 作用而失效破坏 规定节点的防火保护要求及其耐火性能均不应低于被连接构件中要求最高者 构件的设计耐火极限（h） 耐火验算工作量大 m 4:Synopsis 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 of Resistant