《建筑钢结构防火设计规程》 - 图文
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上海市建设和管理委员会文件
沪建建(2000)第0544号
关于批准《建筑钢结构防火设计规程》
为上海市工程建设规范的通知
各有关单位:
根据我委沪建建(98)第0088号文下达的上海市工程建设规范编制计划的要求,由同济大学、上海市消防协会主编的《建筑钢结构防火设计规程》,经有关专家审查和我委审核,现批准为上海市工程建设推荐性规范,统一编号为DG/TJ08-008-2000,自2000年10月1日起实施。
该推荐性规范由上海市工程建设标准办公室负责组织实施,同济大学负责解释。
上海市建设和管理委员会 二○○○年八月六日
1 总 则
1.0.1为减轻钢结构在火灾中的破坏,避免钢结构建筑在火灾中局部和整体倒塌造成人员伤亡及疏散和灭火困难,减少火灾后钢结构的修复费用与间接经济损失,安全、经济、合理地对钢结构采取防火保护措施,特制订本技术规程。
1.0.2本规程适用于下列新建、扩建和改建的各类钢结构建筑和其它建筑中的钢结构构件:
1、民用钢结构建筑; 2、工业用钢结构建筑;
3、工业和民用建筑中的钢结构构件。
1.0.3在进行钢结构防火技术设计时,除执行本《规程》规定外,还应符合国家、行业和上海市现行的有关标准的规定。
2 符号和术语
2.1符 号
ξ—构件的荷载等级 α—系数 αb—系数
αc—以对流方式由空气向构件表面传热的传热系数 αr—以辐射方式由空气向构件表面传热的传热系数 αs—钢材的热膨胀系数 βm,βt—等效弯矩系数 δ—构件的特征变形
χT—高温下钢材弹性模量折减系数 ηT—高温下钢材强度折减系数 λ—构件的长细比
λi—保护层的导热系数 λs—钢材的导热系数 ρi—保护层的密度 ρs—钢材的密度
γF—温度效应的分项系数 γG—永久荷载分项系数
γQi—楼面或屋面活载分项系数
γR—钢材抗力分项系数或钢材抗火设计强度调整系数 γW—风载分项系数 γX—塑性发展系数
—常温下对应长细比和截面类型的轴心受压柱的稳定 系数
bT—高温下钢梁的整体稳定系数
T —高温下轴心受压构件的稳定系数
yT—高温下工字形截面梁下翼缘关于y轴的稳定系数
△t —时间增量
△T—构件或结构的温度变化 A—构件截面面积 Af—一个翼缘截面面积 AW—梁腹板截面面积
B—构件单位长度综合传热系数 Bn—与梁连接有关的常数 cs—钢材的比热容 ci—保护层的比热
CG、CQi、CW、CF—分别为永久荷载、楼面或屋面活载、风载 和温度影响的效应系数 di—保护层厚度
E—常温下钢材的弹性模量 ET—高温下钢材的弹性模量 f—常温下钢材的设计强度
F—构件单位长度的受火表面积
Fi—单位构件长度的保护层的内表面积 fy—常温下钢材的屈服强度 fyT—高温下钢材的屈服强度 Gk—永久荷载标准值 h—构件的截面高度 hw—梁腹板的高度
I—受火构件截面惯性矩
If—梁下翼缘绕y轴的惯性矩 l—构件的长度或跨度 l 0—构件的计算长度
Mfi—按等效作用力分析得到的受火构件的杆端弯矩 Mp—塑性弯矩
MT—受火构件的杆端温度弯矩 ML、MR—分别为构件两端的温度弯矩 Mx—构件的最大弯矩设计值 N—构件轴力设计值
NEXT —高温下的欧拉临界力
Nf —按等效作用力分析得到的受火构件的轴力 NT—受火构件的轴向温度内力 P—保护层中所含水份的百分比
q—梁所受的均布荷载或等效均布荷载 Qki —楼面或屋面活载标准值
R—常温下结构或构件的最大承载力 Rd—高温下结构或构件的承载力 S—荷载组合效应
Sf —梁下翼缘关于X轴的面积矩 Sm—高温下结构或构件内的组合效应 t—时间
t′—构件温度达到100℃的时间 td—结构或构件的耐火时间 tm—结构或构件的耐火极限 tv—延迟时间
tw—梁腹板的厚度
T0 —受火前构件的内部温度
T1、T2 —受火构件两侧或上下翼缘的温度 Td—结构或构件的临界温度 T′g—实际室内火灾升温
Tg(0)—火灾发生前的室内平均空气温度 Tg—对应t时刻的室内平均空气温度
Ts—钢构件温度
Tm—耐火时间内结构或构件的最高温度 Ts0—火灾前构件的初始温度 V—单位长度构件的体积 vs—钢材的泊桑比 Wk—风载标准值
Wp—截面塑性抵抗拒
Wx—绕X轴的毛截面抵抗拒 lg(x)—以10为底的对数函数。
2.2术 语
2.2.1 耐火极限 duration of fire resistance
建筑构件按时间一温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时止的这段时间,用小时表示。 2.2.2不燃烧体 non-combustible member
用不燃烧材料做成的建筑构件。不燃烧材料系指符合国家标准GB8624《建筑材料燃烧性能分级方法》中规定的A级材料。 2.2.3难燃烧体 hard-combustible member
用难燃烧材料做成的建筑构件或用燃烧材料做成而用不燃烧材料做保护层的建筑构件。难燃烧材料系指符合国家标准GB8624《建筑材料燃烧性能分级方法》中规定的B1级材料。
2.2.4燃烧体 combustible member
用可燃烧材料作成的建筑构件。可燃烧材料系指符合国家标准GB8624《建筑材料燃烧性能分级方法》中规定的B2、B3级材料。 2.2.5重要公共建筑 important public building
性质重要、人员密集、发生火灾后损失大、影响大、伤亡大的公共建筑。(如:省、市级以上的机关办公楼,电子计算机中心,通讯中心,宾馆,大型商场、超市、体育馆、展览厅、影剧院、娱乐场所等)。 2.2.6火灾荷载密度 fire load density
单位楼面面积上可燃物折算成标准木材的质量,单位为kg/m2。标准木材的燃烧热值为18.4MJ/kg。
2.2.7标准火灾升温 standard fire
指国际标准组织标准ISO834给出的用于进行耐火试验的炉内平均空气温度与时间的关系曲线。
2.2.8等效曝火时间 equivalent time of fire exposure 在非标准火灾升温条件下,火灾在时间t内对构件或结构的作用与标准火灾在时间te对同一构件或结构(外荷载相同)的作用相同,这段时间te被称为等效曝火时间。 2.2.9临界温度 critical temperature
指外荷载作用下的构件或结构,若在火灾时所有构件沿构件和截面均匀升温,构件或结构达到抗火承载力极限状态时构件截面上的温度。 2.2.10抗火承载力极限状态limit state for fire resistance
火灾下随着构件或结构内部温度的升高,构件或结构的承载力下降,当构件或结构的承载力下降到与外荷载作用(包括温度作用)产生的组合效应相等时的状态称为抗火
承载力极限状态。
2.2.11荷载等级load level或load ratio 达到抗火承载力极限状态时,构件或结构上的作用效应大小与该构件或结构在常温下的承载力之比。
2.2.12裙房 skirt building
与高层建筑相连的建筑高度不超过24米的附属建筑。
3 钢结构耐火极限要求
3.1建筑分类
3.1.1厂房根据其生产的火灾危险性,可按表3.1.1分类。
表3.1.1 生产的火灾危险性分类 生产类别 火灾危险性特征 使用或产生下列物质的生产 1、闪点小于28℃的液体 2、爆炸下限小于10%的气体 3、常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质 甲 4、常温下受到水或空气中水蒸汽的作用,能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 5、遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物,极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 6、受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 7、在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产 使用或产生下列物质的生产 1、闪点大于等于28℃小于60℃的液体 2、爆炸下限大于等于10%的气体 乙 3、不属于甲类的氧化剂 4、不属于甲类的化学易燃危险固体 5、助燃气体 6、能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点大于等于60℃的液体雾滴 使用或产生下列物质的生产 丙 1、闪点大于等于60℃的液体 2、可燃固体 具有下列情况的生产 1、对非燃烧物质进行加工,并在高温或熔化状态下经常产生强辐射丁 热、火花或火焰的生产。 2、利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产 3、常温下使用或加工难燃烧物质的生产 戊 常温下使用或加工非燃烧物质的生产 注:1、在生产过程中,如使用或产生易燃、可燃物质的量较少,不足以构成爆炸或火灾危险时,可以按实
际情况确定其火灾危险性的类别;
2、一座厂房内或防火分区内有不同性质的生产时,其分类应按火灾危险性较大的部分确定,但火灾危
险性大的部分占本层或本防火区面积的比例小于5%(丁、戊类生产厂房的油漆工段小于10%),且发生事故时不足以蔓延到其它部位,或采取防火措施能防止火灾蔓延时,可按火灾危险性较小的部分确定;
3、丁、戊类生产厂房的油漆工段,当采用封闭喷漆工艺时,封闭喷漆空间内保持负压,且油漆工段设置
可燃气体浓度报警系统或自动抑爆系统时,油漆工段占其所在防火分区面积的比例不应超过20%。
3.1.2仓库根据其储存物品的火灾危险性,可按表3.1.2分类。
表3.1.2 储存物品仓库的火灾危险性 储存物品分类 火灾危险性特征 1、闪点小于28℃的液体 2、爆炸下限小于10%的气体,以及受到水或空气中水蒸汽的作用,能产生爆炸下限小于10%气体的固体物质 3、常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质 甲 4、常温下受到水或空气中水蒸汽的作用能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 5、遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物,极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 6、受撞击、摩擦或氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 1、闪点大于等于28℃小于60℃的液体 2、爆炸下限大于等于10%的气体 乙 3、不属于甲类的氧化剂 4、不属于甲类的化学易燃危险固体 5、助燃气体 6、常温下与空气接触能缓慢氧化,积热不散引起自燃的物品 丙 丁 戊 1、闪点大于等于60℃的液体 2、可燃固体 难燃烧物品 非燃烧物品 注:难燃物品、非燃物品的可燃包装重量超过物品本身重量1/4时,其火灾 危险性应为丙类。
3.1.3高层民用建筑根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度可按表3.1.3分类。
表3.1.3 高层民用建筑分类 名称 高级住宅 十九层及十九层以上的普通住宅 1、医院 2、高级旅馆 一 类 二 类 十层到十八层的普通住宅 1、除一类建筑以外的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融居住建筑 3、建筑高度超过50m或每层建筑楼、商住楼、图书馆、书库 面积超过1000m2的商业楼、展览2、省级以下的邮政楼、防灾指挥楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼 调度楼、广播电视楼、电力调度楼 4、建筑高度超过50m或每层建筑3、建筑高度不超过50m的教学楼、面积超过1500m2的商住楼 普通的旅馆、办公楼、科研楼、档5、中央级和省级(含计划单列市)案楼等。 建筑 广播电视楼 6、网局级和省级(含计划单列市)电力调度楼 7、省级(含计划单列市)邮政楼、防火指挥调度楼 8、藏书超过100万册的图书馆、书库 9、重要的办公楼、科研楼、档案楼 10、建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等
3.2 建筑物的耐火等级
3.2.1单、多层建筑的耐火等级分为四级,高层建筑的耐火等级分为一、二两级,其建筑构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表3.2.1的规定。
表3.2.1 单、多层、高层建筑构件的燃烧性能和耐火极限
燃烧性能 耐火等级 和耐火极限(h) 构件名称 支承多层的柱 柱 支承单层的柱 2.50 梁 2.00 1.50 1.00 0.50 2.00 1.50 2.00 2.00 3.00 2.50 2.50 0.50 燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 3.00 2.50 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 单、多层建筑 一级 二级 三级 四级 高层建筑 一级 二级 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 难燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 难燃烧体 楼板 1.50 屋顶承重构件 1.50 疏散楼梯 1.50 1.00 1.00 0.50 燃烧体 1.00 0.50 燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 不燃烧体 0.25 不燃烧体 不燃烧体 燃烧体 1.50 1.00 不燃烧体 不燃烧体 注:预制钢筋混凝土构件的节点缝隙或金属承重构件节点的外露部位,必须加设防火保护层,其耐火极限不
应低于表3.2.1相应建筑构件的耐火极限。
3.2.2钢结构构件应采用外包敷不燃烧体或喷涂防火涂料等防火保护措施,其耐火极限不应低于表3.2.l和本节的有关规定。
3.2.3单、多层甲类厂、库房和乙类厂房的耐火等级不应低于二级,单、多层乙类、丙类库房耐火等级不宜低于二级。
3.2.4单、多层丙类厂房耐火等级不宜低于二级。单层丙类厂房中设有自动喷水灭火系统全保护时,其各构件可不采取防火保护措施,其耐火等级可视为二级。多层丙类厂房中设自动喷水灭火系统全保护时,其柱、梁的耐火极限可按表3.2.1中相应的规定降低0.5h。
3.2.5单层、多层、高层丁、戊类厂、库房中各构件可不采取防火保护措施,其耐火等级可视为二级,但使用甲、乙、丙类液体或可燃气体的部位,其耐火极限不应低于表3.2.1中的规定。
3.2.6单层、多层重要的公共建筑应采用一、二级耐火等级。当建筑物中设自动喷水灭火系统全保护时,其柱、梁的耐火极限可按表3.2.1中相应的规定降低0.5h。
3.2.7单层、多层一般公共建筑、居住建筑的耐火等级不应低于二级。当建筑物中设自动喷水灭火系统保护时,其各建筑构件的耐火极限可按表3.2.1中相应的耐火极限降低一半。
3.2.8单、多层重要的公共建筑和甲、乙、丙类厂、库房及高层建筑(包括裙房、中庭)的屋顶承重构件,当设有自动喷水灭火系统保护时,可不采取其他防火保护措施。 丁、戊类厂、库房(使用甲、乙、丙类液体、可燃气体的部位除外)和单、多层一般公共建筑、居住建筑的屋顶承重构件可不采取防火保护措施。 3.2.9一类高层建筑的耐火等级应为一级。
3.2.10高层工业建筑(丁、戊类除外)、二类高层民用建筑和裙房的耐火等级不应低于二级。
当建筑物中设自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统全保护时,其柱、梁的耐火极限可按表3.2.1中相应的规定降低0.5h。
3.2.11压型钢板在楼板中仅起模板作用时,可不采取防火保护措施。压型钢板在楼板中起承重作用时应采取防火保护措施,但压型钢板—混凝土组合楼板的耐火极限不低于本节有关规定时,可不采取防火保护措施。
3.2.12建筑物的承重钢结构中灌注防冻、防腐并能循环的溶液,且建筑中设自动喷水灭火系统全保护时,其承重结构可不再采取其它防火保护措施。
3.2.13多层、高层建筑中当设有自动喷水灭火系统全保护(包括封闭楼梯间、防烟楼梯间),高层建筑的防烟楼梯间及其前室设正压送风系统时,楼梯间中的钢结构可不采取其它防火保护措施。
4 钢材及防火被覆材料特性
4.1钢 材
4.1.1高温下钢材的有关物理参数可按表4.1.1选用。
表4.1.1 高温下钢材的物理参数 参数名称 热膨胀系数 导热系数 比 热 密 度 泊桑比 代 号 αs λs cs ρs vs 数 值 1.4×10-5 45.0 600 7850 0.3 单 位 m/(mK) W/(mK) J/(kgK) kg/m3
4.1.2高温下钢材的弹性模量可按下式计算:
ET=χTE (4.1.2-1)
式中χT—高温下钢材弹性模量折减系统,也可按表4.1.2 选用;
χT=-1.72×10-12Ts4+11.8×10-9Ts3-34.5×10-7Ts2+ 15.9×10-5Ts+1 (Ts≤600℃) (4.1.2-2) Ts—温度(℃);
ET—温度为Ts时钢材的弹性模量; E—常温下钢材的弹性模量。
表4.1.2 高温下钢材弹性模量折减系数χT Ts(℃) 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 xT Ts(℃) 0.989 0.986 0.983 0.980 0.977 0.974 0.971 0.968 0.964 0.961 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 xT Ts(℃) 0.957 0.953 0.950 0.945 0.941 0.937 0.932 0.927 0.922 0.916 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 xT Ts(℃) 0.910 0.904 0.897 0.889 0.881 0.872 0.862 0.851 0.839 0.826 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 xT Ts(℃) 0.812 0.797 0.781 0.763 0.743 0.722 0.698 0.673 0.646 0.617 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 xT 0.585 0.551 0.515 0.475 0.433 0.388 0.339 0.288 0.232 0.173
4.1.3高温下钢材的屈服强度可按下式计算:
fyT=ηT·fy (4.1.3-1)
式中ηT—高温下钢材强度折减系数,也可按表4.1.3采用; Ts
ηT =1+ (Ts≤600℃) (4.1.3-2)
Ts
767ln( )
1750
fyT—温度为Ts时钢材的屈服强度;
fy—常温下钢材的屈服强度,可按下式确定;
fy =γRf (4.1.3-3) f—常温下钢材的强度设计值;
γR—钢材抗力分项系数,近似取γR=1.1。
表4.1.3 高温下钢材强度折减系数ηT Ts(℃) 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 ηT Ts(℃) 0.948 0.942 0.935 0.928 0.920 0.913 0.905 0.897 0.888 0.880 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 ηT Ts(℃) 0.871 0.862 0.852 0.842 0.832 0.822 0.812 0.801 0.790 0.778 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 ηT Ts(℃) 0.766 0.754 0.742 0.729 0.716 0.703 0.690 0.676 0.661 0.647 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 ηT Ts(℃) 0.632 0.616 0.600 0.584 0.568 0.551 0.534 0.516 0.498 0.480 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 ηT 0.461 0.441 0.422 0.401 0.380 0.359 0.337 0.315 0.292 0.269
4.1.4按第4.1.2、4.1.3条确定高温下钢材的材料特性时,常温下钢材的材料特性应按现行钢结构设计规范规定的设计指标采用。
4.1.5高温下耐火钢的材料特性,应根据有关标准通过高温材性试验确定。
4.2防火涂料
4.2.1根据高温下钢结构防火涂料涂层变化情况可分膨胀型和非膨胀型二大类,其分类见表4.2.1规定。
表4.2.1 防火涂料分类的依据 型 号 代 号 膨胀型 B 涂层特性 主要成份 遇火膨胀,形成多孔碳化有机树脂为基料,以及发泡层,涂层厚度小于7毫米 剂,阻燃剂、碳化剂等
遇火不膨胀,自身有良好的无机绝热材料(如膨胀蛭石,非膨胀型 H 隔热性,涂层厚度8—40毫飘珠,矿物纤维)为主,以米 及无机粘结剂等 注:1、膨胀型防火涂料又称薄型防火涂料,非膨胀型防火涂料又称厚型防火 涂料、隔热型防火涂料;
2、膨胀型涂料中将涂层只有2—3毫米,耐火极限可达1.5小时以上的
又称之超薄型防火涂料。
4.2.2选用钢结构防火涂料应符合以下要求:
1 应有产品鉴定证书,以及国家指定的防火建材检测机构提供的产品耐火性能的检测报告并有消防监督部门核发的生产许可证;
2 非膨胀型防火涂料应提供导热系数、比热和密度参数;
3 用于制造防火涂料的原料不得使用石棉材料和苯类溶剂,使用干式喷涂施工工艺,不得采用主要成分为矿物纤维的涂料,以免有害人体健康和污染环境;
4 防火涂料应呈碱性或偏碱性。底层涂料应能同防锈漆或钢板相容,并存良好的结合力。
4.2.3室内钢结构防火涂料的技术性能应符合现行国家标准《钢结构防火涂料通用技术条件》(GB14907-94)的规定。
4.2.4室外用钢结构防火涂料的技术要求除应符合第4.2.3条要求外,还需考察其耐水性和耐候性。
4.3防火板
4.3.1根据密度和使用厚度防火板可分防火薄板(又称不燃板)和防火厚板二大类,其分类见表4.3.1规定。
表4.3.1 防火板分类 性能特点 品种 防火薄板 防火厚板 密度(kg/m3) ≥800 ≤900 导热系数(W/(m·K)) 0.16~0.45 0.05~0.23 抗折强度(MPa) ≥10.0 0.8~10.0 常用厚度 (mm) 4~5 12~50
4.3.2防火板材应符合以下要求: 1 应为不燃性(A级)材料;
2 在高温下(965℃)线收缩率≤2%; 3 受火时不炸裂,不产生裂纹;
4 应有产品鉴定证书,以及国家指定的防火建材检测机构提供的产品耐火性能的检测报告,并有消防监督部门核发的生产许可证。
4.3.3当采用防火板进行钢结构防火保护时,生产厂家应提供产品的导热系数、密度和比热等参数。常用防火板主要技术性能可按表4.3.3采用。
表4.3.3 常用防火板主要技术性能 项目 蛭石防火板 常用外形尺寸 长×宽×厚(mm) 1000×610×20~65 密度 比热 最高使用 导热系数 3(kg/m) (kj/(kg·K)) 温度(℃) (W/(m·K)) 430 1000 1000~1100 0.11 0.06~0.23 硅酸钙防火板 1220×2440×12~50 400~900
4.4其它防火隔热材料
4.4.1除防火涂料与防火板外,其它防火隔热材料可分二类,一类为密度较大的硬质板块状材料,另一类为密度较小柔性毡状材料。其分类见表4.4.1规定。
表4.4.1 其它防火隔热材料分类 品 种 硬质板块状材料 柔性毡状材料 性能与使用特点 实 例 密度较大,硬度高,采用砌筑方式施工,各种粘土砖、加气混外表用水泥(或石膏)砂浆粉刷 凝土砌块等 各种矿物棉毡,采用钢丝网将棉毡固定于钢材表面,一般外面用防火板封闭 硅酸铝棉毡、岩棉毡、玻璃棉毡
4.4.2其它防火隔热材料主要技术性能按表4.4.2采用。
表4.4.2 其它防火隔热材料主要技术性能 参考尺寸 材料名称 长×宽×厚(mm) 各种粘土砖 粘土空心砖 加气混凝土砌块 陶粒空心砌块 微孔硅酸钙保温板 水泥蛭石板 水泥珍珠岩板 硅酸铝棉毡 矿渣棉毡 岩棉毡 500×300×50 500×300×50 500×300×50 1000×500×10~30 1000×250×50 900×900×50 200~250 ≤500 ≤400 ≤200 ≤120 ≤200 ≥0.5 ≥0.25 ≥0.5 0.084 0.75 ≤0.058 ≤0.14 ≤0.087 ≤0.06 ≤0.048 ≤0.049 240×115×50 240×115×90 600×300×240 390×240×190 密度 (kg/m3) 1700 1200~1400 500~700 ≤800 抗压强度 (MPa) 7.45~20 5~10 2.5~5 ≥2.5 比热 导热系数 (kJ/kg·K) (W/(m·K)) 1.0 1.0~1.2 ≤0.43 ≤0.43 0.12~0.25 ≤0.58
4.4.3当采用其它防火隔热材料用于钢结构防火保护时,生产厂家应提供导热系数、密度、比热、强度和耐候性参数。
5 钢结构抗火设计规定
5.1钢结构抗火极限状态及抗火设计要求
5.1.1当满足以下条件之一时,则认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 构件丧失整体稳定。
5.1.2从火灾发生到结构或结构构件达到抗火承载力极限状态的时间为结构或结构构件的耐火时间。
5.1.3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的时间内,结构或构件的承载力Rd应不小于各种作用所产生的组合效应Sm
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应不小于规定的结构或构件耐火极限tm
td≥tm (5.1.3-2)
3 结构或构件的临界温度Td应不小于在耐火极限时间内结构或构件的最高温度Tm
Td≥Tm (5.1.3-3)
5.2钢结构抗火设计原则
5.2.1对满足下列条件之一的钢结构建筑应按本《规程》的要求进行抗火设计,其钢结构构件的防火保护层厚度应通过计算确定: 1 高度超过120m的建筑;
2 火灾荷载密度大于200kg/m2的耐火等级为一级的建筑; 3 设计人员或建设单位要求进行计算的建筑。
5.2.2除满足第5.2.1条规定外的建筑钢结构结构构件应按《建筑设计防火规范》(GBJl6-87)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)、《建筑构件耐火试验方法》(GB9978-88)及《钢结构防火涂料应用技术规范》(CECS24:90)的规定确定防火保护层的厚度,也可以按本规程规定的计算方法确定。
5.2.3进行结构防火设计计算时,如果在内力组合中不考虑温度内力,则对于在结构中受约束较大的构件应将计算所得的保护层厚度增加30%作为构件的保护层设计厚度。 5.2.4连接节点的防火保护层厚度不得小于被连接构件保护层厚度的较大值。
6 钢结构抗火计算
6.1室内火灾升温曲线
6.1.1室内火灾的标准火灾升温过程按下式确定
Tg-Tg(0)=3451g(8t十1) (6.1.1) 式中Tg—对应t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,一般取为20℃; t—时间(min)。
6.1.2当能准确确定建筑室内有关参数时,可按附录A的方法计算室内火灾的空气升温过程。
6.1.3实际室内火灾升温在任意时刻对结构的影响,可等效为标准火灾升温在等效曝火时刻对结构的影响。等效曝火时间te可由下列关系确定:
te
∫0tT′gdt=∫0Tgdt (6.1.3) 式中T′g—实际室内火灾升温(℃)。
6.2火灾下钢构件内部温度
6.2.1火灾下钢构件的内部升温与构件是否有防火保护层及防火保护层的性质有关。当防火保护层满足式(6.2.1)给出的条件时,即可以认为是轻质保护层,否则为非轻质保护层:
cs·ρs·V≥2ci·ρi·di·Fi (6.2.1) 式中 ρs—钢材的密度(kg/m3); cs—钢材的比热(J/(kg·K));
V—单位长度构件的体积(m3/m); ci—保护层的比热(J/(kg·K)); ρi —保护层的密度(kg/m3);
Fi —单位构件长度的保护层的内表面积(m2/m); dj —保护层厚度(m)。
6.2.2火灾下钢构件的内部升温可按(6.2.2)所示增量方式逐步计算:
B
Ts(t+△t) = ·[Tg(t)-Ts(t)]·△t+Ts(t) (6.2.2)
ρs·Cs
式中 t—升温时间(s); △t—时间增量(s);
Ts—钢构件内部温度(℃);
Tg—火灾时钢构件周围空气温度(℃);
B—构件单位长度综合传热系数(W/(m3K)。
附录B分别给出了标准火灾升温条件下,无保护层钢构件和采用不同参数防火被覆构件的升温。
6.2.3钢构件单位长度综合传热系数B可按下列情况分别计算: 1 构件无防火保护层时
F
B=(αc +αr) (6.2.3-1)
V
式中F—构件单位长度的受火表面积(m2/m);
αc—以对流方式由空气向构件表面传热的传热系数, 可取αc=25(W/(m2K));
αr—以辐射方式由空气向构件表面传热的传热系数,
可按下式计算;
2.885 Tg+273 Tg+273
αr = ( )4 – ( ) 4 (W/(m2K))
Tg-Ts 100 100
(6.2.3-2) 2 构件有轻质防火保护层时
λi Fi
B= · (6.2.3-3)
di V
式中 λi—保护层的导热系数(W/m·K)); 3 构件有非轻质防火保护层时。 1
λi Fi
B= · (6.2.3-4)
di V ciρidiFi
1+
2csρsV
6.2.4当构件有防火保护层时,其在标准火灾升温条件下构件的内部温度可按下式近似计算:
Ts(t)=(√0.044十5.0×10-5B-0.2)t十Ts0 (6.2.4) 式中Ts0—火灾前构件的初始温度,一般取为20℃;
t—火灾升温时间(s),当为非标准火灾升温时,用第 6.1.3条确定的等效曝火时间te代替。
6.2.5当钢构件的防火被覆中含有水分时,宜考虑钢构件升温延迟现象(参见图6.2.5)。此时钢构件的内部温度可按下式计算: T′s(t)=Ts(t) t<t′
T′s(t)=100℃ t′≤t≤t′+tv (6.2.5-1) T′s(t)=Ts(t十tv) t>t′+tv 其中
12Pρidi2
tv= (6.2.5-2)
λi
式中tv—延迟时间(s);
t′—构件温度达到100℃的时间(s);
P—保护层中所含水分的质量百分比(%); T′s(t)—考虑延迟现象的影响,构件在t时刻的内部温度(℃); Ts(t)—不考虑延迟现象的影响,构件在t时刻的内部温度, 可按第6.2.2、6.2.3或6.2.4条确定。
图6.2.5 火灾下有湿性保护层钢构件升温的延迟时间
6.3火灾下钢构件温度内力及变形计算
6.3.1在进行钢结构抗火计算时,应考虑温度内力及变形的影响。
6.3.2计算钢结构中某一构件受火升温的温度内力及变形时,可采用等效作用力方法。将受火构件的温度效应等效为杆端作用力(见图6.3.2),将该作用力作用在与该杆端对应的结构节点上,然后按常温下的分析方法进行结构分析,得到该构件升温对结构产生的温度内力和变形,其中受火构件的温度内力可按下式最后确定 NT=NTe-Nf (6.3.2-1) MTi=MTe-Mfi (6.3.2-2) 式中
T1+T2
NTe=αsETA( -T0 ) (6.3.2-3)
2
ETI
MTe= αs(T2-T1 ) (6.3.2-4)
h
NT—受火构件的轴向温度内力(压力);
MT—受火构件的杆端温度弯矩(方向与图6.3.2b所示Mte
方向相反);
Nf—按等效作用力分析得到的受火构件的轴力(受拉为 正);
Mfi—按等效作用力分析得到的受火构件的杆端弯矩(方向与 图6.3.2b所示MTe方向一致为正);
T1、T2—受火构件两侧的温度,对于有保护层钢构件可T1=T2; T0—受火前构件的温度;
ET—温度为(T1十T2)/2时钢材的弹性模量; A—受火构件截面面积; I—受火构件截面惯性矩; h—受火构件截面高度。
(a)构件的升温 (b)等效作用力
图6.3.2 结构温度效应的等效
6.3.3计算框架柱的温度内力时,如果仅考虑该柱升温,相邻柱不升温,则该柱的温度内力可根据计算结果折减30%。
6.3.4框架梁的温度轴力应按下式确定: N′T=min(NT,Np) (6.3.4-1)
式中 NT—按结构处于弹性状态求得的框架梁的轴向温度 内力;
Np—框架梁一侧所有上下柱两端屈服时(图6.3.4), 梁内的轴力;
2Mpi
NP=Σ (6.3.4-2)
hi
Mpi—梁一侧上柱或下柱的塑性弯矩; hi—柱高。
图6.3.4 梁升温使柱端屈服
6.4火灾下钢结构在外荷载下的内力和变形计算
6.4.1进行钢结构构件抗火验算时,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。
6.4.2进行钢结构构件抗火验算时,受火构件在外荷载作用下的变形,可采用常温下相同荷载所产生的变形乘以一放大系数,该放大系数可取为构件常温下的弹性模量与高温下的弹性模量之比。
7 钢结构抗火验算
7.1作用效应组合及抗火设计步骤
7.1.1进行结构某一构件抗火验算时,可仅考虑该构件受火升温。 7.1.2进行钢结构抗火验算时,应采用式(7.1.2)对荷载效应进行组合 S=γGCGGk+ ΣγQiCQiQki+γwCwWk+γFCF△T (7.1.2) 式中S—荷载组合效应; Gk—永久荷载标准值;
Qki—楼面或屋面活载(不考虑屋面雪载)标准值; Wk—风载标准值;
△T—构件或结构的温度变化(考虑温度效应); γG—永久荷载分项系数,取1.0;
γQi—楼面或屋面活载分项系数,取0.7;
γw —风载分项系数,取0或0.3,选不利情况; γF —温度效应的分项系数,取1.0;
CG、CQi、Cw、CF—分别为永久荷载、楼面或屋面活载、风载 和温度影响的效应系数。 7.1.3进行钢结构构件抗火验算的一般步骤如下: 1 确定一定的防火被覆厚度;
2 按照第六章第二节有关条文计算构件在耐火时间极限条件下的内部温度; 3 按第四章有关条文确定高温下钢的材料参数,按第六章第三节和第四节有关条文计算结构构件在外荷载和温度作用下的内力; 4 按第7.1.2条规定进行荷载效应组合;
5 根据构件和受载的类型,按第七章第二节、第三节和第四节有关条文进行构件抗火承载力极限状态验算;
6 当设定的防火被覆厚度不合适时(过小或过大),调整防火被覆厚度,重复上述1—5步骤。
7.2基本受力钢构件的抗火承载力极限状态验算
7.2.1对轴心受拉钢构件,应按下式验算其抗火承载力:
N
≤γRηTf (7.2.1)
A
式中 N—火灾时构件所受拉力设计值; A—构件毛截面面积;
γR—钢材抗火设计强度调整系数,γR=1.1; f—常温下钢材的设计强度。
7.2.2对于轴心受压钢构件,应按下式验算其抗火承载力:
N
≤γRηTf (7.2.2-1)
T·A
式中 N—火灾下构件所受的轴压力设计值; A—柱的毛截面面积;
ΦT—高温下轴心受压构件的稳定系数;
ΦT =α·Φ (7.2.2-2) α—系数,根据构件的长细比和温度按表7.2.2确定; Φ—常温下对应长细比和截面类型的轴心受压柱的稳定 系数,根据现行钢结构设计规范有关规定确定。
表7.2.2 系数α的确定 构件温度℃ 构件长细比 ≤50 100 150 ≥200 200 1.00 1.04 1.08 1.10 300 1.00 1.08 1.14 1.17 400 1.00 1.12 1.21 1.25 500 1.00 1.12 1.21 1.25 550 1.00 1.05 1.11 1.13 570 1.00 1.00 1.00 1.00 580 1.00 0.97 0.94 0.93 600 0.96 0.85 0.74 0.68
7.2.3对于受弯钢构件,应按下式验算其抗火承载力:
MX
≤γRηTf (7.2.3-1)
φbTWx
式中MX—火灾下梁的最大弯矩设计值; WX—绕X轴的毛截面抵抗矩; ΦbT—高温下钢梁的整体稳定系数;
ΦbT=αbΦb (7.2.3-2) αb—系数,按式(7.2.3-3)或表7.2.3确定;
T
αb =1.150+0.154sin( s π-0.46π) 0℃<Ts≤500℃
460
(7.2.3-3a) αb =1.292 - 0.6252×10-4 (Ts - 500) 2 500℃<Ts≤600℃ (7.2.3-3b) 当ΦbT >0.6时,按下式将ΦbT修正为Φ′bT
1.5
Φ′bT =1.1-0.4646/ΦbT +0.1269/ΦbT (7.2.3-4)
表7.2.3 各温度下系数αb的值 Ts(℃) αb Ts(℃) αb Ts(℃) αb Ts(℃) αb Ts(℃) αb 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 1.052 1.060 1.069 1.078 1.087 1.097 1.107 1.117 1.127 1.138 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 1.148 1.159 1.169 1.180 1.190 1.200 1.210 1.219 1.229 1.237 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 1.246 1.254 1.261 1.268 1.275 1.281 1.286 1.291 1.295 1.298 410 420 430 440 450 460 470 480 490 600 1.300 1.302 1.304 1.304 1.304 1.303 1.301 1.299 1.296 1.292 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 1.286 1.267 1.236 1.192 1.136 1.067 0.986 0.892 0.786 0.667 注: Ts—钢梁的平均温度;
Φb—常温下对应长细比和截面类型的钢梁的整体稳定系数,根据现行钢结构 设计规范有关规定确定。
7.2.4对于压弯钢构件,应按下式验算其抗火承载力:
βm MX N
平面内: + ≤ηTγR f (7.2.4-1)
φxTA γxWx(1-0.8N/NEXT)
βt MX N
平面外: + ≤ηTγR f (7.2.4-2)
φxTA φbT WX
式中N, MX—分别为火灾下压弯构件轴力和最大弯矩设计值; βmβt—等效弯矩系数,根据现行钢结构设计规范有关规 定确定;
φxTφyT—分别为高温下弯矩作用平面内及平面外轴压件整 体稳定系数;
φbT—高温下均匀受弯构件整体稳定系数,按式(7.2.3-2) 确定;
γx—塑性发展系数;
NEXT—高温下弯矩作用平面内的欧拉临界力;
π2ET
NEXT= 2 A (7.2.4-3)
λx
λx—构件弯矩作用平面内柱的长细比。 7.2.5对拉弯钢构件,应按下式验算其抗火承载力:
MX N
± ≤ηTγR f (7.2.5)
γx WX A
7.3特定条件下钢梁、钢柱的抗火承载力极限状态验算
7.3.1对于上翼缘有密集侧向支撑的工字形截面钢梁,应按下式验算其下翼缘在火灾下关于受弯平面外的稳定性。
N
≤ηTγR f (7.3.1-1)
φyTA A
式中N—火灾下梁的轴力设计值; A—梁的毛截面面积;
φyT—高温下工字形截面梁下翼缘关于y轴的稳定系数,根据梁下翼缘的计算
长度l0由式(7.2.2-2)求得。梁下翼缘计算长度l0由下述方法求得:
1 梁两端简支时
1 l0= l 431 Sfql4 1 l t w 1+ 4 3 + - (7.3.1-2)
4π2ETIfI 3 π2 4πIfhw
式中l0—梁下翼缘的计算长度; l—梁跨度;
If—梁下翼缘绕y轴的惯性矩; I—梁绕x轴的惯性矩;
Sf—梁下翼缘关于x轴的面积矩; tw—梁腹板的厚度; hw —梁腹板的高度;
ET —高温下钢材的弹性模量;
q—梁所受的均布荷载或等效均布荷载,非均布荷载按梁最大弯矩相等的原则等效
成均布荷载。
2 梁两端固定时
(7.3.1-3)
7.3.2对于框架梁,应按下列公式进行梁机构承载力极限状态(如图7.3.2所示)验算:
(7.3.2-1)
式中q—作用在梁上的均布荷载设计值; Bn—与梁端连接有关的常数,梁两端铰接时,Bn =1,当梁两端刚接时,Bn =0.5;
√ ( )
MPT—火灾下梁考虑温度轴力影响的塑性变矩,按下列公式计算;
(7.3.2-2a) (7.3.2-2b)
其中 (7.3.2-3) (7.3.2-4)
式中 WP—梁的塑性抵抗矩(单位); AW—梁腹板截面面积(单位); Af —一个翼缘截面面积(单位)。
图7.3.2 梁机构权限状态
7.3.3对于现浇混凝土板与钢梁起组合作用的框架梁,不需验算火灾下弯矩作用平面内与平面外梁的整体稳定性。
7.3.4对于除第7.3.3条规定以外的上翼缘有密集侧向支撑的框架梁,应按(7.2.4-1)式验算火灾下弯矩作用平面内的整体稳定性。
7.3.5对于框架柱,应按下式验算火灾下框架平面内和平面外的整体稳定性:
N
≤0.75ηTγR f (7.3.5)
φTA
式中N—火灾下框架柱的轴压力设计值;
φT—按框架平面内或平面外柱的计算长度确定的高温下轴 压构件的稳定系数的较小值。
8 钢结构防火保护构造及施工要求
8.1提高钢结构耐火时间的措施及选用原则
8.1.1提高钢结构的耐火极限可采用下列措施: 1 浇筑混凝土和砌筑砖块; 2 涂敷防火涂料;
3 采用轻质防火厚板包覆;
4 复合保护,即紧贴钢板用防火涂料或柔性毡状隔热材料,外用防火薄板作罩面板。
8.1.2第8.1.1条所列措施的特点与适应范围见表8.1.2规定。
表8.1.2 四种防火保护方法特点与适应范围 方 法 浇筑混凝土砌筑砖块法 涂敷防火涂料 轻质防火厚板包覆法 复合结构 特点与适用范围 保护层强度高、耐冲击,占用空间较大。适用于容易碰撞、无保护面板的钢柱防火保护 重量轻、施工较简便。适用于隐蔽结构和裸露的钢梁、斜撑等钢构件 防火厚板板面平整、装饰性好,又具有优良防火隔热性。它将防火材料与保护面板合二为一,比复合结构要节省空间,特别适合在工程为交叉施工,不允许湿作业时使用 表面有装饰要求,一般用于需要粘贴柔性毡状隔热材料或涂敷厚质防火涂料的钢柱
8.1.3对于防火要求高,建筑重量、空间、造价受到限制情况下,应首先考虑选用防火涂料和轻质防火厚板作为钢结构防火保护措施。
8.1.4选用钢结构防火涂料品种时,宜符合下列规定:
1 永久性防火保护的高层及多层建筑钢结构,当规定其耐火极限在1.5h以上时,应选用非膨胀型钢结构防火涂料;
2 室内裸露钢结构、轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构,当规定其耐火极限在1.5h以下时,可选用薄涂型钢结构防火涂料;
3 露天钢结构,应选用适合室外用的钢结构防火涂料。选用该品种防火涂料至少要经过一年以上室外试点工程的考验,涂层性能无明显变化;
4 耐火极限要求1.5h以上以及室外用的钢结构工程不宜使用薄涂型防火涂料。
8.2钢结构防火保护构造
8.2.1采用外包混凝土或砌筑砖块的防火保护构造宜按图8.2.1选用。 8.2.2采用涂敷防火涂料的防火保护构造宜按图8.2.2选用。 8.2.3采用防火厚板的防火保护构造宜按图8.2.3-1和图
8.2.3-2选用。其中图8.2.3-1为采用龙骨的构造形式,图8.2.3-2为不用龙骨,采用自身材料为固定块(底材)辅以高温耐火胶粘剂。
8.2.4采用复合结构的防火构造(以防火涂料或柔性隔热材料为防火材料,以防火薄板为护面板)宜按图8.2.4选用。
图8.2.1 采用外包混凝土钢柱防火保护构造
钢板网
(a)柱
(b)梁
图8.2.2 采用防火涂料钢结构防火保护构造
图8.2.3-1 采用防火厚板钢结构防火构造(用龙骨为固定骨架)
(a)柱
(b)梁
图8.2.3 采用防火厚板钢结构防火构造(用底材为固定块)
图8.2.4 采用复合钢结构防火保护造
8.3钢结构防火保护施工要求
8.3.1钢结构防火涂料施工应遵守以下一般规定:
1 钢结构表面应根据使用要求进行除锈防锈处理,无防锈涂料的钢表面除锈等级应不低于st2级;
2 无防锈漆的钢表面,防火涂料或打底料应对钢表面无腐蚀作用防锈漆应与防火涂料相容,不会产生皂化等不良反应;
3 严格按配合比加料和稀释剂(包括水),使浆料稠度合宜;
4 施工过程中和涂层干燥固化前,环境温度宜保持在5—38℃,施工时环境相对湿度不大于90%,空气应流通。当构件表面有结露时,不宜作业。 8.3.2薄涂型防火涂料施工应遵守以下规定:
1 薄涂型防火涂料应按装饰要求和涂料性质选择喷涂、刷涂或滚涂等施工方式; 2 薄涂型防火涂料每次喷涂厚度不应超过2.5mm,超薄型涂料每次涂层不应超过0.5mm,且须在前一遍干燥后方可进行后一遍施工。 8.3.3厚涂型防火涂料施工应遵守以下规定:
1 厚涂型防火涂料可选用喷涂或手工涂抹施工;
2 厚涂型防火涂料宜用低速搅拌机,搅拌时间不宜过长,搅拌均匀即可,以免涂料中轻质骨料被过度粉碎,影响涂层质量;
3 厚涂型防火涂料每遍涂抹厚度宜为5—10mm;必须在前一道涂层基本干燥或固化后方可进行后一道施工;
4 厚涂型防火涂料施工时一般不必加固处理,但在易受振动和撞击部件、室外钢结构幅面较大的部位或涂层厚度较大(大于35mm)时,则应考虑加固措施,以保护涂层能长期使用。可采用增加加固焊钉或包扎镀锌铁丝网等加固措施;
5 水泥系厚质防火涂料,在天气极度干燥和阳光照射环境下应采取必要的养护(或遮阳)措施。
8.3.4选作室外应用的防火涂料必须具有耐水、耐候性及强度高等优良性能并经室外试
点工程考验的品种。
8.3.5采取浇筑混凝土方法用作钢结构防火保护其施工方法应按《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)执行。
8.3.6防火薄板用作钢结构的护面板,如采用龙骨为固定骨架,其施工方法应按《建筑装修工程施工及验收规范》(JGJ73-91)执行。
8.3.7采取防火厚板用作钢结构防火保护其结构构造和施工方法必须与进行耐火极限检测时的条件基本一致。
附录A 室内火灾的升温过程
A.0.1当能准确确定建筑室内有关参数时,可按下式确定室内火灾的空气升温过程:
Tg-Tg(0) t t
= ·exp( 1- ) b (A.0.1-1)
Tgm-Tg(0) tm tm
式中Tg—对应t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,一般取为20℃; Tgm—火灾过程中的最大室内平均空气温度(℃)
b—参数,当t≤tm 时,取b=0.8;当t>tm时,取b=1.6 t—时间(min)
tm—室内平均空气温度达到最大值的时间(min);
室内平均空气温度的最大值Tgm及时间tm的确定与室内火灾的类型有关。 对于通风控制型火灾
Tgm =1240-13.37/η (A.0.1-2)
0.11025G0
tm = (A.0.1-3)
Aw√hw
式中η—开口因子(m1/2)
Aw√hw
η= (A.0.1-4)
At
At—火灾房间壁面(墙、天花和楼板,不包括开口)的面 积之和(m2);
Aw—房间开口面积(m2); hw—开口高度(m);
G0—室内可燃物可折合成标准木材的总质量(kg); 对燃料控制型火灾
Tgm ηcr
= ( ) 1/2 (A.0.1-5)
Tgmcr η
G
tm=1.5876 0 (A.0.1-6)
Af
A
ηcr =0.0697 f (A.0.1-7)
At
Tgmcr=1240-13.37/ηcr (A.0.1-8)
其中Af—燃料表面积(m2)
通过下式来判断室内火灾通风控制型还是燃料控制型
Aw√hw
当 ≥0.07m1/2时,为燃料控制型火灾;
Af
Aw√hw
当 <0.07m1/2时,为通风控制型火灾。
Af
附录B 标准火灾升温条件下钢构件的升温
表B-1 标准火灾升温条件下无保护层钢构件的升温
空气 时间温度(min) (℃) 0 5 10 20 576 678 截面形状系数F/V(m-1) 10 20 32 54 20 20 44 86 30 20 56 118 40 20 67 148 50 20 78 178 100 20 133 311 150 20 183 416 200 20 229 496 250 20 271 552 300 20 309 590 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 957 968 979 988 997 81 112 146 182 221 261 302 345 388 432 475 518 561 603 643 138 197 261 327 396 464 531 595 655 711 762 807 846 880 908 933 193 277 365 453 538 618 690 752 805 848 883 911 933 952 968 981 246 350 456 556 646 723 785 834 871 900 923 941 956 969 981 991 295 416 533 636 721 787 835 871 898 919 936 951 963 975 985 491 638 737 799 838 866 888 906 922 936 949 961 972 982 992 609 724 786 824 852 874 893 911 926 940 952 964 974 984 994 669 752 798 830 856 877 896 913 928 941 954 965 976 986 995 697 763 802 833 858 879 897 914 929 942 954 966 976 986 995 711 767 805 834 859 880 898 915 929 943 955 966 977 987 996 1006 683 995 1001 1003 1004 1004 1004
注:1、当F/V<10时,构件温度应按截面温度非均匀分布计算; 2、当F/V>300时,可认为构件温度等于空气温度。
表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.01 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 20 28 42 59 77 97 118 139 161 184 207 230 253 276 300 323 346 369 392 415 437 459 481 503 524 545 565 585 605 624 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 37 64 96 131 168 206 245 285 324 363 401 438 475 510 545 578 610 640 669 697 724 749 773 796 818 838 858 876 893 30 20 45 85 131 182 234 287 339 391 441 489 535 579 621 659 696 729 761 790 817 842 864 886 905 923 940 955 969 982 994 40 20 53 105 166 230 295 359 421 481 537 589 638 682 723 760 793 823 851 875 897 917 935 951 966 980 992 1003 1014 1023 1032 50 20 61 125 198 274 350 423 492 556 614 667 714 756 793 826 854 880 903 923 940 956 970 983 995 1006 1015 1024 1033 1041 1048 100 150 20 99 217 340 455 555 640 709 764 808 844 872 896 916 933 948 961 973 984 994 1003 1011 1019 1027 1034 1041 1048 1054 1060 1066 20 135 296 448 573 669 740 792 831 861 885 905 922 937 950 962 973 983 993 1002 1010 1018 1026 1033 1040 1046 1053 1059 1064 1070 200 250 20 168 363 527 647 729 785 824 854 878 897 914 929 943 955 967 977 987 996 1005 1013 1021 1028 1036 1042 1049 1055 1061 1066 1072 20 200 418 584 692 760 805 838 863 884 903 919 933 946 958 969 980 989 999 1007 1015 1023 1030 1037 1044 1050 1056 1062 1068 1073 300 350 20 229 465 625 719 777 815 844 868 888 906 921 935 948 960 971 981 991 1000 1008 1016 1024 1031 1038 1045 1051 1057 1063 1068 1074 20 257 502 653 736 786 821 848 871 891 908 923 937 950 961 972 982 992 1001 1009 1017 1025 1032 1039 1045 1052 1058 1063 1069 1074 400 20 282 533 672 746 792 825 851 873 892 909 924 938 951 962 973 983 993 1001 1010 1018 1025 1032 1039 1046 1052 1058 1064 1069 1075 150 155 160 165 170 175 180 1082 1087 1092 1097 1101 1106 1110 643 661 679 697 714 730 747 910 925 940 953 966 979 990 1006 1016 1026 1035 1044 1052 1059 1041 1048 1056 1062 1069 1075 1081 1055 1061 1067 1073 1079 1084 1089 1071 1077 1082 1087 1091 1096 1101 1075 1080 1085 1090 1095 1099 1104 1077 1082 1087 1092 1097 1101 1105 1078 1083 1088 1093 1098 1102 1106 1079 1084 1089 1094 1098 1103 1107 1080 1085 1089 1094 1099 1103 1107 1080 1085 1090 1094 1099 1103 1108 续表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.05 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 1082 1087 1092 1097 1101 1106 1110 20 24 29 36 43 51 59 67 75 83 92 101 110 119 127 136 146 155 164 173 182 191 200 210 219 228 237 246 255 264 273 282 291 300 309 318 327 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 27 39 52 66 80 95 111 127 143 159 175 191 207 223 239 255 271 287 303 319 334 350 365 380 395 410 424 439 453 467 481 495 508 522 535 548 30 20 31 48 67 88 109 131 153 175 198 220 242 265 287 308 330 351 372 393 413 433 453 472 491 510 528 546 563 580 597 614 630 645 661 676 690 705 40 20 35 57 82 109 136 164 193 221 249 277 304 331 358 384 410 435 459 483 506 529 551 572 593 614 633 653 671 689 707 724 740 756 772 787 801 815 50 20 38 66 97 129 163 196 230 263 296 329 360 391 421 451 479 507 533 559 584 608 632 654 676 696 716 736 754 772 789 806 822 837 852 866 880 893 100 150 20 56 109 166 223 280 336 389 439 486 531 573 612 649 683 714 744 771 796 820 842 862 881 899 915 930 945 958 970 982 993 1003 1013 1022 1031 1039 1047 20 73 149 227 304 377 445 507 563 615 661 702 740 774 804 831 856 878 898 916 933 948 962 974 986 997 1007 1016 1025 1033 1041 1048 1055 1061 1068 1074 1079 200 250 20 90 186 282 373 456 529 594 651 700 743 781 814 842 867 890 909 927 943 957 970 982 992 1002 1012 1020 1028 1036 1043 1050 1056 1062 1068 1074 1079 1084 1089 20 106 221 332 432 519 594 658 712 757 796 828 856 881 902 920 936 951 964 976 987 997 1006 1015 1023 1030 1038 1044 1051 1057 1063 1069 1074 1080 1085 1090 1094 300 350 20 122 253 375 481 571 644 705 754 795 829 858 882 903 921 937 951 963 975 986 995 1004 1013 1021 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1078 1083 1088 1093 1097 20 137 283 414 523 612 683 739 784 821 851 876 897 916 932 946 959 971 981 991 1000 1009 1017 1025 1032 1039 1046 1052 1058 1064 1069 1075 1080 1085 1090 1095 1099 400 20 152 310 448 559 645 712 765 806 839 866 888 907 924 939 952 964 975 985 995 1004 1012 1020 1027 1035 1041 1048 1054 1060 1066 1071 1077 1082 1087 1091 1096 1101 续表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.1 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 20 22 26 29 33 38 42 47 51 56 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 24 31 38 46 55 64 72 82 91 30 20 27 36 47 59 72 84 97 111 124 40 20 29 42 56 72 88 105 122 139 156 50 20 31 47 65 84 104 125 145 166 187 100 150 20 42 73 107 143 179 216 251 287 321 20 52 98 147 197 247 295 342 386 429 200 250 20 63 122 184 246 306 364 418 469 516 20 73 145 219 291 359 423 482 536 586 300 350 20 83 166 251 332 407 475 536 592 642 20 92 187 281 369 449 519 582 638 686 400 20 102 207 310 403 486 558 621 675 722
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 918 932 945 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 1082 1087 1092 1097 1101 1106 1110 61 66 71 76 81 86 92 97 102 107 113 118 123 129 134 139 145 150 156 161 166 172 177 183 188 194 199 100 110 119 129 138 148 158 168 177 187 197 206 216 226 235 245 255 264 274 283 292 302 311 320 330 339 348 138 151 165 178 192 206 219 233 246 259 273 286 299 312 325 338 351 363 376 388 401 413 425 437 449 460 472 173 190 208 225 242 259 276 293 309 325 342 358 374 389 405 420 435 450 465 479 494 508 522 535 549 562 575 207 228 248 269 289 309 328 348 367 385 404 422 440 458 475 492 509 526 542 558 573 588 603 618 632 646 660 355 387 419 450 479 508 536 562 588 613 636 659 681 702 722 742 761 778 796 812 828 843 858 872 886 899 911 470 509 546 581 614 645 674 702 728 752 776 797 818 837 856 873 889 904 919 933 946 958 970 981 991 1001 1010 560 602 640 675 708 738 766 792 816 839 859 878 896 913 928 942 956 968 980 991 1001 1011 1020 1029 1037 1045 1052 631 672 709 743 774 802 828 851 873 892 910 926 942 956 968 980 991 1002 1011 1021 1029 1037 1045 1052 1059 1065 1071 686 726 761 793 821 847 870 890 909 926 942 956 969 981 992 1002 1011 1020 1029 1036 1044 1051 1057 1064 1070 1075 1081 729 766 800 829 855 878 898 916 933 948 961 974 985 996 1006 1015 1023 1031 1039 1046 1052 1059 1065 1071 1076 1081 1087 763 798 828 855 878 899 918 934 949 962 974 986 996 1005 1014 1023 1030 1038 1045 1051 1058 1064 1069 1075 1080 1085 1090 续表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.2 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 1082 1087 1092 20 22 26 29 33 38 42 47 51 56 61 66 71 76 81 86 92 97 102 107 113 118 123 129 134 139 145 150 156 161 166 172 177 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 22 26 30 34 39 44 48 53 58 64 69 74 79 85 90 95 101 106 112 117 123 128 134 140 145 151 156 162 167 173 179 184 30 20 24 29 35 41 48 55 62 70 77 85 92 100 108 115 123 131 139 147 154 162 170 178 186 194 202 210 217 225 233 241 248 256 40 20 25 32 40 48 57 67 76 86 95 105 115 125 135 145 155 165 175 185 195 205 215 225 235 245 255 264 274 284 294 303 313 322 50 20 26 35 45 55 66 78 89 101 113 125 137 149 161 173 185 197 209 222 233 245 257 269 281 292 304 316 327 338 350 361 372 383 100 150 20 32 49 69 89 110 131 153 174 196 217 238 259 280 301 321 341 361 380 399 418 436 455 472 490 507 524 540 556 572 588 603 618 20 38 64 92 121 151 181 211 240 269 298 326 354 380 407 432 457 481 505 528 550 572 592 613 632 652 670 688 705 722 739 754 770 200 250 20 44 77 114 152 189 227 264 300 335 369 402 434 465 495 523 551 577 603 627 651 673 695 716 736 755 773 791 808 824 839 854 868 20 50 91 135 191 225 269 312 353 393 431 468 503 536 568 598 927 654 680 705 728 750 771 792 811 829 846 862 878 893 907 920 933 300 350 20 55 104 156 208 259 309 356 402 445 486 525 561 596 628 659 688 715 741 765 787 808 829 847 865 882 898 913 927 940 952 964 976 20 61 117 176 134 291 345 397 445 491 534 574 611 646 679 709 738 764 788 811 833 853 871 889 905 920 935 948 961 972 984 994 1004 400 20 67 130 195 259 321 379 434 485 532 576 617 654 689 721 750 778 803 826 848 868 886 904 919 934 948 961 973 985 995 1005 1015 1023 165 170 175 180 1097 1101 1106 1110 183 188 194 199 190 195 201 206 264 272 279 287 332 341 350 360 394 405 415 426 632 647 661 674 785 799 813 826 882 895 908 920 945 986 1013 957 996 1022 968 1006 1031 978 1015 1039 1032 1040 1047 1054 续表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.3 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 1082 1087 1092 1097 1101 1106 1110 20 21 22 23 25 27 28 30 32 33 35 37 39 41 43 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 71 73 75 77 79 81 83 85 87 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 22 24 27 30 33 36 40 43 46 50 54 57 61 65 68 72 76 80 83 87 91 95 99 103 107 111 115 118 122 126 130 134 138 142 146 150 30 20 23 26 30 35 39 44 49 54 59 65 70 75 81 86 91 97 102 108 114 119 125 130 136 142 147 153 158 164 170 175 181 187 192 198 203 209 40 20 23 28 34 40 46 52 59 65 72 79 86 93 100 107 114 121 128 135 143 150 157 164 171 179 186 193 200 207 214 222 229 236 243 250 257 264 50 20 24 30 37 44 52 60 68 76 85 93 101 110 119 127 136 145 153 162 171 179 188 197 205 214 223 231 240 248 257 265 274 282 291 299 307 316 100 150 20 28 40 54 68 83 98 113 129 144 160 175 191 206 222 237 252 267 283 297 312 327 341 356 370 384 398 411 425 438 452 465 477 490 503 515 527 20 32 50 70 91 112 134 155 177 199 221 242 263 284 305 325 346 365 385 404 423 441 459 477 495 512 529 545 561 577 593 608 623 637 651 665 679 200 250 20 37 60 86 113 140 168 195 223 250 276 303 328 354 378 403 426 449 472 494 515 536 556 576 595 614 632 650 667 683 700 715 731 746 760 774 788 20 41 70 101 134 167 200 233 265 297 327 358 387 415 443 470 496 521 545 569 592 614 635 656 676 695 713 731 748 765 781 797 811 826 840 853 866 300 350 20 45 79 116 155 193 231 268 304 340 374 407 439 470 500 529 556 583 608 632 656 678 700 720 740 759 777 795 812 828 843 858 872 885 898 911 923 20 49 88 131 174 218 260 301 341 380 417 452 486 519 550 580 608 635 661 686 709 732 753 773 792 811 828 845 861 876 890 904 917 930 942 953 964 400 20 53 98 145 194 241 288 332 375 416 456 493 529 562 594 625 654 681 706 731 754 776 796 816 834 852 868 884 899 913 927 939 951 963 974 984 994 续表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.4 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 20 21 22 23 24 25 26 27 29 30 31 33 34 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 21 23 25 28 30 32 35 37 40 43 46 48 30 20 22 25 28 31 35 38 42 46 50 54 58 62 40 20 23 26 30 35 40 44 49 55 60 65 70 76 50 20 23 28 33 39 44 50 57 63 69 76 82 89 100 150 20 26 36 46 57 68 80 92 104 116 128 140 153 20 30 43 58 74 91 108 125 142 160 177 194 211 200 250 20 33 51 71 92 113 135 157 179 201 222 244 265 20 36 58 83 108 135 161 187 213 239 265 290 315 300 350 20 39 66 95 125 155 186 216 246 276 305 333 361 20 42 73 106 141 175 210 244 277 310 342 373 403 400 20 45 80 118 156 195 233 270 307 342 377 410 442 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 1082 1087 1092 1097 1101 1106 1110 36 37 39 40 42 43 45 46 48 49 51 52 54 55 57 58 60 62 63 65 66 68 70 71 51 54 57 60 63 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 102 105 108 111 114 117 120 66 70 75 79 83 87 92 96 100 105 109 113 118 122 127 131 135 140 144 149 153 157 162 166 81 87 92 98 103 109 114 120 126 131 137 143 148 154 160 165 171 177 182 188 193 199 205 210 96 102 109 116 123 130 136 143 150 157 164 171 178 184 191 198 205 212 218 225 232 239 246 252 165 177 190 202 214 226 239 251 263 275 286 298 310 321 333 344 356 367 378 389 400 411 422 433 228 245 262 279 295 312 328 344 360 375 391 406 421 436 450 465 479 493 507 520 534 547 560 573 286 307 328 348 368 387 406 425 444 462 480 497 514 531 548 564 580 595 610 625 640 654 668 681 339 363 387 410 432 454 475 496 516 536 556 575 593 611 628 645 662 678 694 709 724 738 752 766 388 414 440 465 489 513 536 558 579 600 620 640 659 677 695 712 729 745 761 776 791 805 819 832 432 461 488 514 540 565 589 611 634 655 676 695 715 733 751 768 784 800 815 830 844 858 871 884 473 503 531 559 585 611 635 658 681 702 723 742 761 779 797 814 829 845 859 874 887 900 912 924 续表B-2 标准升温条件下有保护层钢构件的升温
di/λi=0.5 (m2·K/W) 时间空气温10 (min) 度(℃) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 20 576 678 739 781 815 842 865 885 902 918 932 945 957 968 979 988 997 1006 1014 1022 1029 1036 1043 1049 1055 1061 1067 1072 1077 1082 1087 1092 1097 1101 1106 20 21 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 32 33 34 35 36 37 39 40 41 42 43 45 46 47 49 50 51 52 54 55 56 58 59 60 截面形状系数Fi/V(m-1) 20 20 21 23 24 26 28 30 32 34 36 38 41 43 45 47 50 52 54 57 59 62 64 66 69 71 74 76 79 81 84 86 89 91 94 96 99 30 20 22 24 26 29 32 35 38 41 44 47 51 54 57 61 64 68 71 75 78 82 85 89 92 96 99 103 107 110 114 118 121 125 128 132 136 40 20 22 25 28 32 36 40 44 48 52 56 61 65 70 74 78 83 88 92 97 101 106 111 115 120 124 129 134 139 143 148 153 157 162 167 171 50 20 23 26 31 35 40 45 50 55 60 65 71 76 82 87 93 98 104 109 115 120 126 132 137 143 149 154 160 166 172 177 183 189 194 200 206 100 150 20 25 33 41 50 59 69 78 88 98 108 118 129 139 149 159 169 180 190 200 210 221 231 241 251 261 271 281 290 300 310 320 329 339 348 358 20 28 39 51 64 78 92 106 120 134 149 163 178 192 206 221 235 249 263 277 291 304 318 331 345 358 371 384 397 410 422 434 447 459 471 483 200 250 20 30 45 61 78 96 114 132 151 169 187 205 224 242 259 277 295 312 329 346 363 379 395 411 427 443 458 473 488 502 517 531 545 558 572 585 20 33 51 71 92 114 136 158 180 202 224 245 267 288 309 329 349 369 389 408 427 445 464 481 499 516 533 549 565 581 597 612 627 641 655 669 300 350 20 35 57 81 106 131 157 182 208 233 258 283 307 331 354 377 399 421 443 464 484 504 524 543 562 580 598 615 632 648 664 680 695 710 724 739 20 38 63 90 119 148 177 206 235 263 291 318 344 371 396 421 445 469 492 514 536 557 577 597 617 635 654 671 689 705 722 737 752 767 782 796 400 20 40 69 100 132 164 197 229 260 291 321 351 380 408 435 461 487 512 536 559 582 604 625 645 665 684 702 720 737 754 770 785 800 815 829 843 180 1110 61 101 139 176 211 367 494 598 683 752 809 856 附录C 本规程用词说明
C.0.1执行本规程条文时,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作的用 词:
正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。
C.0.2条文中指明应按指定的标准、规范或其他有关规定执行的写法为“应按??执行”或“应符合??规定”。
非必须按现行的标准和规范执行的写法为“可参照??执行”。
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