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