GB51249-2017建筑钢结构防火技术规范

1总则

1.0.1为了合理进行建筑钢结构防火设计，保证施工质量，规范

验收和维护管理，减少火灾危害，保护人身和财产安全，制定本

规范。

1.O.2本规范适用于工业与民用建筑中的钢结构以及钢管由凝

土柱、压型钢板混凝土组合楼板、钢与提凝土组合梁等组合结构

的防火设计及其防火保护的施工与验收。不适用于内置型钢氓凝

土组合结构。

1.O.3建筑钢结构的防火设计及其防火保护的施工与验收，除应

符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

•1•

2术语和符号

2.1术语

2.1.1耐火钢fire-resisantsteel

在600"C温度时的屈服强度不小于其常温屈服强度2/3的

钢材。

2.1.2钢管混凝土柱concrete-filledsteeltubularcolumn

在铜管中填充混凝土而形成且钢管及其核心提凝土能共同承

受外荷载作用的结构构件。

2.1.3钢与泪凝土组合梁compositesteelandconcretebeam

由1昆凝土翼板和钢梁通过抗剪连接件组合而成，并能整体受

力的梁。

2.1.4压型钢板组合楼板steeldeck-concretecompositeslab

在压型钢板上由筑混凝土，并能共同受力的楼板。

2.1.5截面形状系数sectionfactor

钢构件的受火表面积与其相应的体积之比。

2.1.6标准火灾升温曲线standardfireter呻erature-tim

curve

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。

2.1.7标准火灾standardfire

热烟气温度按标准火灾升温曲线确定的火灾。

2.1.8等效曝火时间equivalenttimeoffireexposure

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。

2.1.9温度效应temperatureeffectsonstructuralbehavior

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firelimitstate

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loadratio

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。

2.1.12临界温度criticaltemp巳rature

钢构件受火灾作用达到其耐火承载力极限状态时的白度。

口可

2.2符

2.2.1材料性能

C，二一混凝土的比热容;

Cj一一防火保护层的比热容;

C,钢材的比热容;

Ec常温下混凝土的弹性模量;

ECT高温下混凝土的弹性模量;

E,常温下钢材的弹性模量;

EsT高温下钢材的弹性模量;

f常温下钢材的强度设计值;

fc一一常温下混凝土的轴心抗压强度设计值;

fck一一常温下混凝土的轴心抗压强度标准值;

f，一一常温下混凝土的抗拉强度设计值;

h一一-高温下钢材的强度设计值;

此一一一保护层的等效热阻;

αc一一-混凝土的热膨胀系数;

也一一钢材的热膨胀系数;

λc一一一混凝土的热传导系数;

九一一钢材的热传导系数;

•3•

ρ1防火保护材料的密度;

ρs钢材的密度;

ρc混凝土的密度。

2.2.2作用、效应、抗力

Mp一一塑性弯矩;

Mu常温下钢管、混凝土受纯弯时的抗弯承载力设

计值;

Nu-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提一一常温下钢管?昆凝土柱的抗压承载力设计值;

Rd一一一结构构件抗力的设计值;

SGK一一按永久荷载标准值计算的荷载效应值;

Sm一一荷载(作用)效应组合的设计值;

SQk一一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。

2.2.3几何参数

人一一-钢管混凝土柱中棍凝土的截面面积;

A,钢管混凝土柱中钢管的截面面积;

C一一截面周长;

D钢管混凝土柱的截面高度;

d;防火保护层的厚度;

F单位长度构件的受火表面积;

具有防火保护钢构件单位长度的受火表面积;

hcl混凝土翼板的厚度;

hc2压型钢板托板的高度;

hCb-t昆凝土翼板的等效厚度;

•4•

h，一一钢梁的高度;

hw一一一钢梁腹板的高度;

1一一长度或跨度;

1。一一计算长度;

ttf一一钢梁上翼缘的厚度p

tw一一-钢梁腹板的厚度;

tbf-一一钢梁下翼缘的厚度;

V一一单位长度钢构件的体积;

W→→毛截面模量;

Wn一→净截面模量;

Wp截面塑性模量。

2.2.4时间、温度

t火灾持续时间;

te等效曝火时间;

Tc-j昆凝土的温度;

Td、T'd、T'd构件的临界温度;

Tg火灾发展到t时刻的热烟气平均温度;

Tgo火灾前室内环境的温度;

Tm在设计耐火极限时间内构件的最高温度;

1钢材或钢构件的温度;

6.t一一时间步长;

6.T,钢构件在6.t内的温升。

2.2.5其他耐火计算相关参数

F/V一一无防火保护构件的截面形状系数;

FjV有防火保护构件的截面形状系数;

是T火灾下铜管揭凝土柱的承载力系数;

R、R'荷载比;

α综合热传递系数;

也一一一高温下受弯钢构件的稳定验算参数;

•5•

αc热对流传热系数或高灌下轴心受压钢构件的

稳定验算参数;

也一一热辐射传热系数;

卢mx、卢my一一弯矩作用平面内的等效弯矩系数;

卢tx、卢ty←一弯矩作用平面外的等效弯矩系数;

γ、γm截面塑性发展系数;

YOT一一一结构重要性系数;

γG一一永久荷载的分项系数;

Er一一综合辐射率;

可一一截面影响系数;

'f/cT一一高温下混凝土的轴心抗压强度折减系数;

如一一一高温下钢材的屈服强度折减系数;

λ一一构件的长细比;

λ。弹塑性失稳的界限长细比;

Àp一一弹性失稳的界限长细比;

σ一-斯蒂芬一波尔兹曼常数;

ψ一一常温下轴心受压钢构件的稳定系数;

件常温下受弯钢构件的稳定系数;

伊T一一高祖下轴心受压钢构件的稳定系数;

伊bT一一高温下受弯钢构件的稳定系数;

CPf←一楼面或屋面活荷载的频遇值系数;

轧楼面或屋面活荷载的准永久值系数;

弘一一风荷载的频遇值系数;

χcT一一←高温下1昆凝土的弹性模量折减系数;

χsT一一高温下钢材的弹性模量折减系数。

•6•

3基本规定

3.1防火要求

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

最高者相同。

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防火设计

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

火设计。

3.2.2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.应考虑火灾时结构上可能同时出现的荷载(作用)，且应

•7•

按下列组合值中的最不利值确定:

Sm=YOT(YGSGk十STk+9>[SQk)(3.2.2-1)

Sm=YOT(YGSGk+STk十9>qSQk十9>wSWk)(3.2.2-2)

式中:Sm荷载(作用)效应组合的设计值;

SGk→二按永久荷载标准值计算的荷载效应值;

STk→一按火灾下结构的温度标准值计算的作用效应值;

SQk一一一按楼面或屋面活荷载标准值计算的荷载效应值;

SWk-一按风荷载标准值计算的荷载效应值;

YOT结构重要性系数;对于耐火等级为一级的建筑，

YOT=1.1;对于其他建筑，YOT1.0;

YG永久荷载的分项系数，一般可取γG=1.0;当永久荷

载有利时，取YG二0.9;

件w一→风荷载的频遇值系数，取点=0.4;

9>f←一楼面或屋面活荷载的频遇值系数，应按现行国家标

准《建筑结构荷载规范))GB50009的规定取值;

轧楼面或屋面活荷载的准永久值系数，应按现行国家

标准《建筑结构荷载规范))GB50009的规定取值。

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

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，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

•8•

响，必要时，还应考虑结构几何非线性的影响。

3.2.5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:

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、

承载力法或临界温度法，且应符合下列规定:

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))GBjT9978.1、《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))GBjT9978.5、《建筑

构件耐火试验方法第6部分:梁的特殊要求>)GBjT9978.6、《建

筑构件耐火试验方法第7部分:柱的特殊要求))GBjT9978.7

通过试验测定，或按本规范有关规定计算确定。

tm二三td(3.2.6-1)

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。

Rd二三Sm(3.2.6-2)

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。

乙二三Tm(3.2.6-3)

•9•

式中:tm火灾下钢结构构件的实际耐火极限;

td一一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;

Tm一一一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;

Td构件的临界温度，应根据本规范第7章、第8章的规

定确定。

•10•

4防火保护措施与构造

4.1防火保护措施

4.1.1钢结构的防火保护措施应根据钢结构的结构类型、设计耐

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钢构件受火后发生允许变形时，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几种的复

(组)合:

1喷涂(抹涂)防火涂料;

2包覆防火板;

3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lOmm;

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:

•11•

1防火板应为不燃材料，且受火时不应出现炸裂和穿透裂缝

等现象;

2防火板的包覆应根据构件形状和所处部位进行构造设计，

并应采取确保安装牢固稳定的措施;

3固定防火板的龙骨及蒙古结剂应为不燃材料。龙骨应便于

与构件及防火板连接，蒙古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。

4.1.6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，泪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

100

4.2防火保护构造

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

构件相连接的镀辞铁丝网或玻璃纤维布:

1构件承受冲击、振动荷载;

2防火涂料的秸结强度不大于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。

•12•

2

(a)不jJ日镀钵铁丝网

(b)加镀钵铁丝网

图4.2.1防火涂料保护构造图

1钢构件;2防火涂料;3绊铁丝网

4.2.2钢结构采用包覆防火板保护时，钢柱的防火板保护构造

宜按图4.2.2-1选用，钢梁的防火板保护构造宜按图4.2.2一2

选用。

33

5

5

22

(a)圆柱包矩形防火板(b)圆柱包困弧形防火板

7

/

句

33

31Aq&，5

2

(c)靠墙圆柱包弧形防火板(【1)靠墙圆柱包矩形防火板

•13•

7

/

456

3

22

(e)箱形柱包困弧形防火板(f)靠墙箱形柱包短形防火板

2547

6

(g)独立H型柱包矩形防火板(h)靠墙H型柱包矩形防火板

•,:

卜4

(i)独立矩形柱包矩形防火板

图4.2.2-1防火板保护钢柱的构造图

l钢柱;2防火板儿钢龙骨;4垫块;5自攻螺钉(射钉);

6一高温秸贴剂;7墙体

•14•

(a)靠墙的钢梁(b)一般位置的钢梁

图4.2.2-2防火板保护钢梁的构造图

1一钢梁;2防火板儿钢龙骨;4垫块;5自攻螺钉(射钉);

6高温秸贴剂;7一墙体;8一楼板;9金属防火板

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

造宜按图4.2.3选用。

5

4

2-\j-3

(a)用钢龙骨支持

52_____

A3_____蝇一一l

7__________

3

7一一飞3唇边『哥搏/8-----

A-A

(b)用圆弧形防火板支撑

图4.2.3柔性毡状隔热材料防火保护构造图

1钢柱;2金属保护板;3一柔性毡状隔热材料;4钢龙骨;5高温秸贴剂;

6支撑板;7弧形支撑板;8自攻螺钉(射钉)

•15•

4.2.4钢结构采用外包1昆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。

2

22

3

33

图4.2.4外包混凝土防火保护构造图

1钢构件;2混凝土;3构造钢筋

4.2.5钢结构采用复合防火保护时，钢柱的防火保护构造宜按图

4.2.5-1、4.2.5-2选用，钢梁的防火保护构造宜按图4.2.5-3选用。

9

管仍二二JY常

4

3

7

3

2

丑~

(a)靠墙的H型柱(b)靠墙的圆柱

9

挚2

7

怅

3

帜

6

7

(叫一般位置的箱形柱(d)靠墙的箱形柱

•16•

2

5

3

2

A

53

77

A

A-A

(e)一般位置的圆柱

图4.2.5-1钢柱采用防火涂料和防火板复合保护的构造图

l钢柱;2防火板;3防火涂料;4钢龙骨;5支撑板;6垫块，

7一自攻螺钉(射钉);8一高温幸自贴剂;9→墙体

32

6

4

(a)H型钢柱

7

64

323

7

3

5

2

6

(b)一般位置的箱形柱(，，)靠墙的箱形柱

图4.2.5-2钢柱采用柔性毡和防火板复合保护的构造图

1一钢柱;2一防火板;3一柔性毡状隔热材料;4钢龙骨;5垫块;

6自攻螺钉(射钉);7高温秸贴3'fi];8墙体

•17•

7

(a)靠墙的钢梁(1汁一般位置的钢梁

图4.Z.5-3钢梁采用防火涂料和防火板复合保护的构造图

1一钢梁;2防火板;3一钢龙骨;4一垫块;5一自攻螺钉(射钉);6一高温秸贴J'fi];

7墙体;8楼板;9金属防火板;10防火涂料

•18•

5材料特性

5.1钢材

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

参数符号数值单位

热膨胀系数αs1.4XIO-5m/(m..C)

热传导系数λs45W/(m..C)

比热容C;;600]/(kg..C)

密度p,7850kg/m3

5.1.2高温下结构钢的强度设计值应按下列公式计算。

h=平，Tf(5.1.2-1)

(1.020'CζTsζ300.C

85

11.24X10-T~-2.096X10-芒

市sT=ì十9.228X10-3T,•0.2168300'C<T,<800'C

lO.5-Ts/2000800'CζTs:;:;;;1000'C

(5.1.2-2)

式中:王一→钢材的温度CC);

h高温下钢材的强度设计值CN/mm2);

f→二-常温下钢材的强度设计值CN/mm勺，应按现行国

家标准《钢结构设计规范>>GB50017的规定

取值;

可，T一一高温下钢材的屈服强度折减系数。

5.1.3高温下结构钢的弹性模量应按下列公式计算。

EST=XSTES(5.1.3-1)

•19•

ril--niT-TO-TA々OOnu-hHus-nU

s-snU一一吐i

言。-A一巧古20'CζT，600'C

-O吐一ip--nuOhup[-nu<

γ一­〈

dis--i

儿---pb

一一--q600'CζT，运1000'C

飞白

(5.1.3-2)

式中:EST二←高温下钢材的弹性模量(N/mm2);

E，一--常握下钢材的弹性模量(N/mm勺，应按照现行国

家标准《钢结构设计规范))GB50017的规定取值;

χsT十→←高温下钢材的弹性模量折减系数。

5.1.4高温下耐火钢的强度可按本规范第5.1.2条式(5.1.2-1)

确定。其中，屈服强度折减系数可，T应按下式计算。

(6(T，一768)~~，~~~_

I~~~':~-::20'CζT，<700'C

15(Ts-918)飞\

r;,T-才1"""中(5.1.4)

I~~'-''--''-'~~，700'CζTζ1000'C

l8(Ts-600)飞S飞

5.1.5高温下耐火钢的弹性模量可按本规范第5.1.3条式(5.1.3-1)

确定。其中，弹性模量折减系数χsT应按下式计算。

1-Ts-20

一-20'CζTs<650'C

2520

X,T=气O.75一7(T2500，-650~650'C___-运----T-s，<900'C

O.5一0.0005T，900'CζTsζ1000'C

(5.1.5)

5.2混凝土

5.2.1高温下普通说凝土的热工参数应按下列规定确定:

1热膨胀系数民应为1.8X10-5m/(m.'C)，密度pc应为

2300kg/m3;

2热传导系数Àc应按下式计算:

九=1.68-o.19主二十O.0082(.~c~ì2(5.2.1-1)

-._-_.-_100飞100J

•20•

3比热容C，应按下式计算:

(5.2.1-2)

C,=890斗5622534(ZtJ

式中:T，一一混凝土的温度CC);

Àc混凝土的热传导系数[W/(m."C)J;

Cc混凝土的比热容口/(kg•"C)]。

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。

fcT=TjcTf,(5.2.2-1)

EcT=χ'TE，(5.2.2-2)

式中:f，T一一温度为1时混凝土的轴心抗压强度设计值(N/

mm

f，←→常温下混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2),

应按现行国家标准《混凝土结构设计规范))GB

50010取值;

E,T高温下混凝土的弹性模量(N/mm2);

E，←一常温下混凝土的弹性模量(N/mm汀，应按现行国

家标准《混凝土结构设计规范)JGB50010取值;

TjcT高温下混凝土的轴心抗压强度折减系数;对于强度

等级低于或等于C60的?昆凝土，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;

χCT高温下混凝土的弹性模量折减系数;对于强度等级

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。

表5.2.2高温下普通混凝土的轴心抗压强度折减系数可cT及

弹性模量折i戒系数XcT

•21•

5.2.3高温下轻骨料:昆凝土的热工性能应符合下列规定确定:

1热膨胀系数也应为0.8X10-5m/(m•OC)，密度pc应在

1600kg/旷~2300kg/m'间取值:

2热传导系数Àc应按下式计算:

tλ〕…=→斗1川O卜←忐20'C~ζT…<创80OωO

(5.2.3)

Àc=0.5800'CζTc<1200'C

3比热容Cc应为840J/(kg•'C)。

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1昆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和、弹性

模量折减系数Xcl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....高温下轻膏料混凝土的轴心抗压强度折;成系数职T及

弹性模量折)成系数χcT

5.2.5高温下其他类型泪凝土的热工性能与力学性能，应通过试

验确定。

5.3防火保护材料

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:

λdi

一一(5.3.1)

5X10-0Fi

(1一二=γ」旦十O.2-0.044V

式中:λ1等效热传导系数[W/(m.'C)J;

•22•

di防火保护层的厚度(m);

FjV一-有防火保护钢试件的截面形状系数(m-1)，应按本规

范第6.2.2条计算;

T凶开始时钢试件的温度，可取20"C;

T，-一一钢试件的平均温度("C)，取540"C;

to→一钢试件的平均温度达到540"C的时间(s)。

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:

5X10-'μ

Ri=小小?.::(5.3.2)

(气兰兰十0.2)】0.044v

式中:Ri←一一防火保护层的等效热阻(对应于该防火保护层厚度)

(m2•"C/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。

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。

•23•

6钢结构的温度计算

6.1火灾升温曲线

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:

Tg-Tω=3451g(8t+1)(6.1.1-1)

2对于以炬类物质为主的火灾，可按下式确定:

t625t

Tg-Tgo=1080X(1一o.325e-/一O.675e-•)

(6.1.1-2)

式中:t-一火灾持续时间(min);

Tg一一火灾发展到t时刻的热烟气平均温度CC);

Tω火灾前室内环境的温度CC)，可取20'C。

6.1.2当能准确确定建筑的火灾荷载、可燃物类型及其分布、几

何特征等参数时，火灾升温曲线可按其他有可靠依据的火灾模型

确定。

6.1.3当实际火灾升温曲线不同于标准火灾升温曲线时，钢结构

在实际火灾作用下的等效曝火时间te可按实际火灾升温曲线、时

间轴、时刻t直线三者所围成的面积与标准火灾升温曲线、时间

轴、时刻Ite直线三者所围成的面积相等的原则经计算确定。

6.2钢构件升温计算

6.2.1火灾下元防火保护钢构件的温度可按下列公式计算。

1F

f:::.Ts=α·一一.:,.(T.-Ts)f:::.t(6.2.1-1)

p,CsV

α=αc十αr(6.2.1-2)

T十-92巧刊仁IESιEη

t-一一一U《

一一σ

α一-mh-T一一(6.2.1-3)

•24•

式中:t一一火灾持续时间(s);

/:::，.t二一时间步长(s)，取值不宜大于5s;

/:::,.T,钢构件在时间(t，t十/:::，.t)内的温升('C);

T，、Tg分别为t时刻钢构件的内部温度和热烟气的平均温

度(OC);

ρs、C，一一分别为钢材的密度(kg/m3)和比热口/(kg.C)J;

F/V元防火保护钢构件的截面形状系数(m-1);

F单位长度钢构件的受火表面积(m2);

V一一单位长度钢构件的体积(m3);

α一一综合热传递系数[W/(m2•OC)];

αc→一一热对流传热系数[W/(m2•OC)J，可取25W/

(m2•OC);

αr热辐射传热系数[W/(m2•OC)];

乙二一综合辐射率，可按表6.2.1取值;

σ斯蒂芬一波尔兹曼常数，为5.67X1O-~W/(m2•

"C4)。

表6.2.1综合辐射率已

钢构件形式综合辐射率已

四面受火的钢柱o.7

上翼缘埋于混凝土楼板内，仅下翼缘、腹板受火0.5

钢梁混凝土楼板放置上翼缘的宽度与梁高之比大于或等于0.50.5

在上翼缘上翼缘的宽度与梁高之比小于0.5O.7

箱梁、格构梁。7

6.2.2火灾下有防火保护钢构件的温度可按下式计算。

1F

/:::，.T，=α·一一·甘•(Tg-T,)/:::,.t(6.2.2-1)

ρsCsV

I当防火保护层为非轻质防火保护层，即与iCidiFi>

psC，V时:

•25•

1.L(6.2.22)

ρiCidiFidi

1十巳二二二二