大空间建筑铝合金结构防火技术标准 DG-TJ08-2420-2023

Contents

1Generalprovisions................................................1

2Termsandsymbols.................................................2

2.1Terms.......................................................2

2.2Symbols.....................................................3

3Basicrequirements................................................8

3.1Generalrequirements........................................8

3.2Fireprotectiondesign.....................................8

4Materialproperties..............................................11

4.1Aluminumalloy.............................................11

4.2Fireproofmaterials.......................................12

5Temperaturecalculation..........................................13

5.1Temperature-timecurvesoffire............................13

5.2Thermalanalysisofaluminumalloymemberexposedtofire..14

6Fireresistancedesignofmembersandjoints.....................19

6.1Axialforcedmembers.......................................19

6.2Flexuralmembers..........................................20

6.3EccentricTension/Compressionmembers......................21

6.4GussetJoints..............................................24

7Fireresistancedesignofaluminumalloystructures..............25

7.1Generalrequirements.......................................25

7.2Loadandfirecases........................................25

7.3Analysismodel.............................................25

7.4Resultsevaluation.........................................26

8Fireprotectionmeasures.........................................27

8.1Generalrequirements.......................................27

8.2Fireprotection............................................27

9Acceptanceofconstructionqualityoffireprotection............30

9.1Generalrequirements.......................................30

9.2Fireproofmaterialsenteringintoconstructionsite.......31

9.3Fireprotectionengineering................................31

9.4Acceptanceconstructionqualityoffireprotection.........33

10Repairandmaintenanceoffireprotection.......................35

10.1Generalrequirements......................................35

10.2Repairandmaintenanceoffireprotectionmaterials.......35

AppendixACalculationofout-of-planebendingstiffnessofcurved

reticulatedshellforaluminumgussetjointsunderhightemperatures36

AppendixBQualityacceptancerecordofinspectionlotoffire-protection

foraluminumstructures............................................38

AppendixCQualityacceptancerecordofitemprojectoffire-protection

foraluminumstructures............................................40

I

1总则

1.0.1为规范大空间建筑铝合金结构的应用，减少火灾危害，保护人身与财产安

全，做到安全适用、经济合理、技术先进，制定本标准。

1.0.2本标准适用于本市民用大空间建筑铝合金结构防火工程的设计、施工、验

收与维护。

1.0.3大空间建筑铝合金结构防火工程的设计、施工、验收与维护，除应符合本

标准外，尚应符合国家、行业和本市现行有关标准的规定。

1

2术语与符号

2.1术语

2.1.1大空间建筑largespacebuilding

本标准中指室内净高不小于8m、独立空间地（楼）面面积不小于500m2

的建筑。

2.1.2大空间建筑铝合金结构large-spacebuildingaluminumstructure

本标准中指应用于大空间建筑的承重铝合金结构。

2.1.3标准火灾升温曲线temperature-timecurveforstandardfire

在标准火灾试验中，试验炉内的空气平均温度随火灾持续时间变化的关系曲

线。

2.1.4大空间火灾升温曲线temperature-timecurveforlargespacefire

在大空间内发生火灾时，相对于火源中心的某一位置处烟气温度与火灾持续

时间的关系曲线。

2.1.5火灾荷载fireload

建筑空间内可燃物的多少。一般用单位楼面面积上的可燃物释热量总和表示,

有时也用单位楼面面积上的可燃物数量按总释热量等效成标准木材的质量表示。

2.1.6截面形状系数sectionfactor

铝合金构件的受火表面积与其相应的体积之比。

2.1.7等效热阻equivalentthermalresistance

在特定试验条件下测得的表征防火保护材料阻抗传热能力的物理量。

2.1.8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

2.2符号

2.2.1材料性能

cal——铝合金的比热容;

cal,T——温度T下的铝合金材料比热容；

ci——防火保护材料的比热容；

ET——高温下铝合金的弹性模量；

f——常温下铝合金名义屈服强度设计值；

f

0.2——常温下铝合金的名义屈服强度；

f

0.2T——高温下铝合金的名义屈服强度；

푓푏——粘结强度；

fT——高温下铝合金强度设计值；

K——综合传热系数；

Ri——防火保护层的等效热阻；

T——高温下铝合金的应变；

al——铝合金的热传导系数；

λi——防火保护层的等效热传导系数；

υ——铝合金材料的泊松比；

ρal——铝合金材料密度；

ρi——防火保护材料的密度；

T——高温下铝合金的应力。

2.2.2作用、效应与抗力

Fmax——最大拉伸荷载；

N——高温下构件的轴力设计值；

NEx,T——T℃下理想轴压构件的绕x轴失稳的欧拉荷载;

NEy,T——T℃下理想轴压构件的绕y轴失稳的欧拉荷载；

Mcr——受弯构件的临界弯矩；

3

Mx——高温下最不利截面处绕x轴弯矩设计值；

My——高温下最不利截面处绕y轴弯矩设计值；

SGk——按永久荷载标准值计算的荷载效应值；

Sm——荷载（作用）效应组合设计值；

SQk——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变化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；

Vcr,T——T℃下铝合金板式节点的屈曲破坏承载力；

Vu,T——T℃下铝合金板式节点的块状拉剪破坏承载力；

Vu——常温下铝合金板式节点的块状拉剪破坏承载力；

0T——结构重要性系数；

G——永久荷载分项系数；

ξcr,T——节点板屈曲破坏承载力高温影响系数；

ξu,T——T℃下节点板块状拉剪破坏承载力高温影响系数；

f——楼面或屋面活荷载的频遇值系数；

q——楼面或屋面活荷载的准永久值系数；

w——风荷载的频遇值系数。

2.2.3几何参数

A——构件的毛截面面积；

An——最不利截面的净截面面积；

Wen——截面有效净截面模量；

Wenx——绕x轴的有效净截面模量；

Weny——绕y轴的有效净截面模量；

Wex——截面绕强轴的抗弯模量；

Wey——截面绕弱轴的抗弯模量；

W1ex——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的有效截面模量；

V——单位长度构件的体积。

2.2.4时间、温度

t——时间；

4

td——火灾持续时间；

T——构件温度；

Tal——铝合金构件的温度;

Tal0——初始时刻铝合金构件截面的最高平均温度；

Tf——平均火焰温度;

Tg——t时刻热烟气的平均温度；

Tg0——火灾前室内环境的温度；

max

Tz——火源中心距地面垂直距离为z处的最高空气升温；

Txzt,,

()——对应于t时刻，与火源中心水平距离为x、与地面垂直距离

为z处的空气温度；

Δt——时间步长；

ΔTal——铝合金构件的温升。

2.2.5其他耐火计算相关参数

a,b——火源辐射面的长度和宽度；

Ac——粘结面积；

di——防火保护层的厚度；

D——火源等效直径；

F——单位长度构件的受火表面积；

F/V——无防火铝合金构件的截面形状系数；

Fi/V——有防火保护铝合金构件的截面形状系数;

Fi——有防火保护铝合金构件单位长度的受火表面积；

H——构件微元面与火源辐射面的垂直距离；

hc——烟气热对流传热系数；

Hf——火焰辐射面的高度；

hfr,——火焰热辐射传热系数；

hr——烟气热辐射传热系数；

kT——T℃下铝合金强度折减系数；

K——考虑火焰辐射修正的综合传热系数；

n——材料硬化指数；

5

r——所计算构件距火源形心点的距离；

Q——火源功率设计值；

Qc——火源的对流热释放速率；

Rc——节点板中心距杆件端部距离；

——临界高度；

zl

αb,T——受弯构件初始缺陷计算参数；

αg——烟气吸收率；

αT——轴压构件初始缺陷计算参数；

β——高大空间建筑火灾升温形状系数；

βmx——等效弯矩系数；

γx——截面塑性发展系数；

εal——铝合金构件辐射率；

η——截面影响系数；

ηb,T——受弯构件考虑初始弯曲及初偏心的系数；

ηe——考虑板件局部屈曲的修正系数；

ηhaz——焊接缺陷影响系数;

——温度衰减系数；

t

ηT——轴压构件考虑初始弯曲及初偏心的系数；

λ——铝合金轴心受压构件的长细比；

——铝合金轴心受压构件的相对长细比；

b——受弯构件的相对长细比；

0,T——轴压构件初始缺陷计算参数；

0b,T——受弯构件初始缺陷计算参数；

σ——黑体辐射常数；

φ——辐射角系数；

φT——温度为T℃时铝合金轴心受压构件的整体稳定系数；

b,T——高温下铝合金受弯构件的整体稳定系数;

φx,T——T℃下铝合金轴压构件的整体稳定系数；

φy,T——T℃下铝合金轴压构件的整体稳定系数；

6

φbx,T——T℃下铝合金受弯构件的整体稳定系数；

φby,T——T℃下铝合金纯弯构件的整体稳定系数；

T——铝合金轴心受压构件的稳定计算系数；

x,T——高温下铝合金轴压构件绕x轴的整体稳定系数；

y,T——高温下铝合金轴压构件绕y轴的整体稳定系数。

7

3基本规定

3.1防火要求

3.1.1本标准适用于以下三类大空间建筑铝合金结构：

第一类：火灾荷载较小、不具备防火分隔条件，空间内设有具有一定防火分

隔要求的商店、休闲、餐饮等小型配套商业服务设施的高大空间建筑。

第二类：使用功能单一、火灾荷载较小且不具备防火分隔条件的高大空间建

筑。

第三类：能有效排烟、排热的敞开大空间建筑。

3.1.2铝合金结构建筑各功能场所之间应进行防火分隔，并符合现行国家标准《建

筑设计防火规范》GB50016的有关规定。

3.1.3大空间建筑铝合金结构建筑的耐火等级应符合现行国家标准《建筑设计防

火规范》GB50016的相关规定。

3.1.4大空间建筑铝合金结构的柱、梁、屋顶承重构件的耐火等级不宜低于二级。

3.2防火设计

3.2.1铝合金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铝合金构件耐火承载力极限状态设计时，应考虑火灾发生时结构上可能同

时出现的荷载（作用），且应按下列组合值中的最不利值确定：

SSSSm0TGGkTkfQk=++()(3.2.2-1)

SSSSSm0TGGkTkqQkwWk=+++()(3.2.2-2)

式中：Sm——荷载（作用）效应组合的设计值；

SGk——按永久荷载标准值计算的荷载效应值；

STk——按火灾下结构的温度变化标准值计算的作用效应值；

SQk——按楼面或屋面活荷载标准值计算的荷载效应值；

SWk——按风荷载标准值计算的荷载效应值；

0T——结构重要性系数，对于耐火等级为一级的建筑，γ0T=1.1；对于其

他建筑，γ0T=1.0；

8

G——永久荷载分项系数，一般可取1.0，当永久荷载有利时取0.9；

w——风荷载的频遇值系数，可取0.4；

f——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；

q——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大空间建筑铝合金结构，应按实际火灾荷载、空间高度、结构形式选用标

准火灾升温曲线或大空间火灾升温曲线进行结构耐火计算。

3.2.4大空间建筑铝合金结构的防火设计应根据结构的重要性、结构类型和荷载

特征等选用基于构件耐火验算或基于结构整体耐火验算的防火设计方法。其中跨

度大于60m的铝合金结构宜采用基于结构整体耐火验算的防火设计方法；跨度

大于120m和采用预应力技术的铝合金结构，应采用基于结构整体耐火验算的防

火设计方法。

3.2.5基于构件的铝合金结构耐火验算应符合下列规定：

1计算火灾下构件的组合效应时，应计入热膨胀效应对内力的影响；对于表

面受火不均匀的情况，宜考虑构件表面不均匀升温引起的弯曲效应。

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弹性模量与强度。

3.2.6基于结构整体的铝合金结构耐火验算方法应符合下列规定：

1各防火分区可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、几何非线性及结构材料性能受高温作用的影响。

3.2.7铝合金结构构件的耐火极限不低于设计耐火极限时，可不采取防火保护措

施；经耐火验算低于设计耐火极限时，应采取合适的防火保护措施。

3.2.8当满足下列条件时，铝合金结构构件可不采取防火保护措施；当不满足时，

应经过抗火验算确定是否采取防火保护措施：

1设有自动喷水灭火系统的第一、第二类大空间建筑，铝合金结构屋顶承重

构件距离火源的净空高度大于根据火灾功率强度计算得到的最小安全高度。

2未设置自动喷水灭火系统的第一、第二类大空间建筑，且独立空间的建筑

面积不小于500m2，铝合金结构屋顶承重构件距离火源的净空高度大于根据火灾

9

功率强度计算得到的最小安全高度。

3第三类大空间建筑，铝合金构件距离火源的净空高度大于根据火灾功率强

度计算得到的最小安全高度。

3.2.9铝合金结构防火材料的重量和防火喷淋用水、管道及设施的重量应在铝合

金结构设计中作为荷载进行考虑。

3.2.10铝合金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及构造、防火材料的性能要求及设计指标。

10

4材料特性

4.1铝合金

4.1.1建筑用铝合金材料的性能应符合现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB

50429、《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880、《铝及铝合金冷轧带材》GB/T8544、

《铝及铝合金挤压棒材》GB/T3191、《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》GB/T6893、

《铝及铝合金热挤压管》GB/T4437、《铝合金建筑型材》GB/T5237和《工业用

铝及铝合金热挤压型材》GB/T6892的有关规定。

4.1.2高温下铝合金强度设计值fT应按下式计算：

fkTTf=(4.1.2)

式中kT——高温下铝合金名义屈服强度折减系数。常用铝合金的高温强度折

减系数可按表4.1.2取值；

f——常温下铝合金名义屈服强度设计值，可根据现行国家标准《铝合

金结构设计规范》GB50429确定。

表4.1.2常用铝合金高温名义屈服强度折减系数kT

铝合金牌号20℃100℃150℃200℃250℃300℃350℃550℃

3004-H341.001.000.980.570.310.190.130

5083-O1.001.000.980.900.750.400.220

5083-H321.001.000.800.600.310.160.100

6061-T41.000.920.850.830.710.400.250

6061-T61.000.950.910.790.550.310.100

6063-T51.000.920.870.760.490.290.140

6063-T61.000.910.840.710.380.190.090

6082-T41.001.000.840.770.770.340.190

6082-T61.000.880.790.690.590.480.370

6013-T41.000.920.850.830.710.400.250

6013-T61.000.950.910.790.550.310.100

6N01-T61.000.890.820.760.710.610.540

7020-T61.000.920.900.780.650.440.280

7075-T61.000.940.760.500.220.100.060

4.1.3高温下铝合金的弹性模量折减系数可按表4.1.3选取。

表4.1.3结构用铝合金高温弹性模量折减系数ET/E

温度T/℃20℃100℃150℃200℃250℃300℃350℃550℃

ET/E1.000.970.930.860.780.680.540

11

4.1.4高温下铝合金的比热容可以按照下式进行计算：

cTal=+0.419al030℃<t<500℃（4.1.4）

式中：cal——铝合金的比热容，单位为J/kg℃;

Tal——铝合金构件的温度，单位为℃。

4.1.5高温下铝合金的热传导系数可以按照下式进行计算：

al=+0.07190Tal36xxx、xxx系列

（4.1.5）

=+0.10140T、系列

alal57xxxxxx

式中:al——铝合金的热传导系数，单位(W/m℃);

4.1.6高温下铝合金的应力应变关系可以按照下式进行计算：

n

TT

T=+0.002（4.1.6-1）

Ef

TT0.2

fkf=（4.1.6-2）

0.20.2TT

式中：

T——高温下铝合金的应变；

T——高温下铝合金的应力，单位（MPa）；

ET——高温下铝合金的弹性模量，单位（MPa）；

f0.2T——高温下铝合金的名义屈服强度，单位（MPa）；

f0.2——常温下铝合金的名义屈服强度，单位（MPa）；

n——材料硬化指数，可按常温下的数值取用。

4.2防火保护材料

4.2.1防火板的等效热传导系数宜通过标准耐火试验确定。

4.2.2防火涂料的等效热阻或等效热传导系数，应通过试验确定。

4.2.3膨胀型防火涂料应给出最大使用厚度、最小使用厚度及最大最小厚度区间

四等分厚度分别对应的等效热阻，其他厚度对应的等效热阻可采用线性插值确定。

4.2.4防火涂料与铝合金的粘结强度应不小于防火涂料自身的粘结强度。

12

5温度计算

5.1火灾升温曲线

5.1.1常见建筑的室内火灾升温曲线可按下式计算：

1对于以纤维类物质为主的火灾，可按下式计算：

TTtgg0−=+345lg(81)(5.1.1-1)

2对于以烃类物质为主的火灾，可按下式计算：

−−tt/62.5

TTgg0−=−−108010.325e0.675e()(5.1.1-2)

式中：t——时间（min）；

Tg——火灾发展到t时刻的热烟气平均温度（℃）；

Tg0——火灾前室内环境的温度（℃），可取20℃。

5.1.2对于高大空间建筑室内火灾升温曲线可按下式计算：

Dx−2

max−−tt0.114

T()x,z,tTT−=−−g0z(10.8e0.2e1e)tt+−()(5.1.2-1)

式中：Tx(z)t,,——对应于t时刻，与火源中心水平距离为x（m）、与地面垂

直距离为z（m）处的空气温度（℃）；

max

Tz——火源中心距地面垂直距离为z（m）处的最高空气升温

（℃），应按式(5.1.2-2)计算：

−2/35/3−1

max(0.0710.0018Qzc++)Tzz0l

Tz=(5.1.2-2)

2/51−

31.125QzTc+0zzl

——临界高度（m），应按式(6.1.2-3)计算：

zl

2/5

zQlc=0.166(5.1.2-3)

Qc——火源的对流热释放速率（kW），可取为0.7Q；

Q——火源热释放速率设计值（kW）；

β——高大空间建筑火灾升温形状系数，对慢速、中速、快速和

极快速火分别取为0.001、0.002、0.003和0.004；

D——火源等效直径（m），非圆形截面火源应按面积相等原则

换算；

13

——温度衰减系数（无量纲），应根据建筑面积A及高度z按

t

表5.1.2确定，当x<D/2时，=1。

t

表5.1.2温度衰减系数t

z/m

A/m2

69121520

5000.600.650.700.800.85

10000.500.550.600.700.75

30000.400.450.500.550.60

60000.250.300.400.450.50

5.1.3对于面积超过6000m2或者高度超过20m的建筑，宜采用火灾模拟分析确

定火灾中的空间升温曲线。

5.1.4当能准确确定建筑的火灾功率、可燃物类型及其分布、几何特征等参数时，

火灾升温曲线可根据火灾模拟确定。

5.2铝合金构件温升计算

5.2.1板件厚度小于40mm的闭口截面和板件厚度小于80mm的开口截面铝合金

构件可忽略截面的温度梯度；其他情况应通过火灾下温升试验或数值模拟等方法

确定构件截面的温度分布。

5.2.2火灾下无防火保护措施的铝合金构件的温度可按下列各式计算：

KF

−()TTtttgald

alcVal,T

=Tal(5.2.2-1)

KF

−TTttt

()gald

alcVal,T

Khhh=++rcf,r(5.2.2-2)

K=+hrch(5.2.2-3)

44

al(TTg+273)−(al+273)

(5.2.2-4)

hr=

TTg−al

式中：t——需计算温升的时刻（s）；

Δt——时间步长（s），取值不宜大于5s；

14

td——火灾持续时间（s）；

ΔTal——铝合金构件在时间(t,t+Δt)区间内的温升（℃）；

Tg——t时刻热烟气的平均温度（℃）；

Tal——t时刻铝合金构件截面的最高平均温度（℃）；

−3

ρal——铝合金材料密度（kg·m）；

−1−1

cal,T——温度T下的铝合金材料比热容（J·kg·℃）；

F——单位长度构件的受火表面积（m2）；

V——单位长度构件的体积（m3）；

F/V——无防火铝合金构件的截面形状系数（m−1），按表5.2.2确定；

K——综合传热系数（W·m−2·℃−1）；

K——考虑火焰辐射修正的综合传热系数（W·m−2·℃−1）；

−2−1

hc——烟气热对流传热系数（W·m·℃），采用标准升温曲线、烃类物

质燃烧升温曲线和简化火源模型计算时，分别取值为25、50和

35W·m−2·℃−1；

−2−1

hr——烟气热辐射传热系数（W·m·℃）；

εal——铝合金构件辐射率，可取为0.3；

σ——黑体辐射常数，其值为5.67×10−8W·m−2·℃−4；

−2−1

hf,r——火焰热辐射传热系数（W·m·℃），应按第5.2.3条的规定计算。

表5.2.2常见铝合金构件截面的形状系数

构件截面形状系数F/V构件截面形状系数F/V

四面受火的工字型构件三面受火的工字型构件

242hbt+−232hbt+−

t

hAtA

h

（A为截面积）（A为截面积）

bb

ab+ab/2+

四面受火的方管构件三面受火的方管构件

tabt()+−2tabt()+−2

15

构件截面形状系数F/V构件截面形状系数F/V

t

bt

b

aa

四面受火的日字形构件三面受火的日字形构件

tt

22bh+bh+2

b

tb()h3t26+−btb()h3t26+−

t

t

aa

四面受火的圆管构件

d

ttd()t−

d

当构件与火源间的直线距离大于时，火焰热辐射传热系数可取为零，

5.2.35mhfr,

否则应取为下列各式所计算的较大值：

44

alFTTgf()+−+273273()al

hf,r=(5.2.3-1)

TTgal−

−0.05D

0.35Qalge

hf,r=2(5.2.3-2)

4πr(Tg−Tal)

式中：αg——烟气吸收率，应按式(6.2.3-3)计算；

g=+−0.000611()TTgg0−(5.2.3-3)

φ——辐射角系数，应按第5.2.4条计算；

Q——火源功率设计值（kW）；

r——所计算构件距火源形心点的距离（m）；

Tf——平均火焰温度（℃），应根据试验或合适的火源模型确定。

16

D——火源等效直径（m），非圆形截面火源应按面积相等原则换算。

5.2.4对于图5.2.4所示构件微元面与火焰辐射面的相对关系，辐射角系数φ应分

别按下列方法计算：

微元面微元面

H

H火焰辐射面火焰辐射面

b

aba

(a)微元面与火焰辐射面平行(b)微元面与火焰辐射面垂直

图5.2.4构件微元面与火焰辐射面的基本相对位置

1构件微元面与火焰辐射面平行

1xyyx

=+arctanarctan(5.2.4-1)

2222

2π1+x11++xy1+y

2构件微元面与火焰辐射面垂直

11y

=−arctanarctany(5.2.4-2)

2π11++xx22

式中：x,y——无量纲参数，分别按式(5.2.4-3)和(5.2.4-4)计算：

a

x=(5.2.4-3)

HH−f

b

y=(5.2.4-4)

HH−f

a,b——火源辐射面的长度（m）和宽度（m），见图5.2.4；

H——构件微元面与火源辐射面的垂直距离（m），见图5.2.4；

Hf——火焰辐射面的高度（m），当构件位于火源正上方时取火源

高度，按式(5.2.4-5)计算。

2/5

Hf=−1.02D+0.235Q(5.2.4-5)

5.2.5火灾下有防火保护铝合金构件的温度可按下式计算。

1Fi

Tal=(Tg−Tal)t(5.2.5-1)

alcVal

1当防火保护层为非轻质防火保护层，即2icidiFialcalV时：

17

1

=i

cdFd(5.2.5-2)

1+iiiii

2alalcV

2当防火保护层为轻质防火保护层，即2iiiialalcdFcV时：

对于膨胀型防火涂料防火保护层：

1

=(5.2.5-3)

Ri

对于防火板等防火保护层：

=i(5.2.5-4)

di

-1-1

式中：ci——防火保护材料的比热容（J·kg·℃）；

-3

ρi——防火保护材料的密度（kg·m）；

2

Ri——防火保护层的等效热阻（m·℃/W）；

λi——防火保护层的等效热传导系数（W/m·℃）；

di——防火保护层的厚度（m）；

-1

Fi/V——有防火保护铝合金构件的截面形状系数（m）；

2

Fi——有防火保护铝合金构件单位长度的受火表面积（m）；对于

外边缘型防火保护，取单位长度铝合金构件的防火保护材料

内表面积，对于非外边缘型防火保护，取沿单位长度铝合金

构件的外包轮廓的最小内表面积；

V——单位长度铝合金构件的体积（m3）。

5.2.6在标准火灾下，采用轻质防火保护层的铝合金构件的温度可按下式近似计

算：

FF

8.3610−3+4.78−109.15−5ii10+−2tTC4000100

al0

VV

Tal=(5.2.6)

FF

8.3110−−24+1.17−100.2844001001000+iitTC

al0

VV

式中：t——时间（s）。

Tal0——初始时刻铝合金构件截面的最高平均温度（℃）；

5.2.7进行铝合金结构的火灾响应分析时，可忽略沿构件长度方向的温度变化。

18

6构件与节点抗火承载力验算

6.1轴心受力构件

6.1.1高温下铝合金轴心受力构件的强度应按下式验算：

N

kfT(6.1.1)

An

式中：N——火灾下构件的轴向拉力或轴向压力设计值；

An——构件的净截面面积；

kT——T℃下铝合金强度折减系数；

T——构件温度。

6.1.2高温下铝合金轴心受压构件的稳定承载力应按下式验算：

N

kfT(6.1.2-1)

TA

式中：N——高温下构件的轴向压力设计值；

A——构件的毛截面面积；

T——铝合金轴心受压构件的稳定计算系数，应按式(6.1.2-2)计算；

T=ehazT(6.1.2-2)

ηe——考虑板件局部屈曲的修正系数，按《铝合金结构设计规范》

GB50429确定；

ηhaz——焊接缺陷影响系数，按《铝合金结构设计规范》GB50429确定；

若无焊接时，取ηhaz=1；

φT——温度为T℃时铝合金轴心受压构件的整体稳定系数，应按式

(6.1.2-3)计算；

12222

=++−++−114

T2(T)(T)(6.1.2-3)

2

——铝合金轴心受压构件的相对长细比，应按式(6.1.2-4)计算；

f

=e(6.1.2-4)

πE

λ——铝合金轴心受压构件的长细比；

ηT——轴压构件考虑初始弯曲及初偏心的系数，应按式(6.1.2-5)计算；

19

TT=−()0,T(6.1.2-5)

αT——轴压构件初始缺陷计算参数，应按式(6.1.2-6a)和(6.1.2-7a)计算，

式中，温度T的适用范围为20℃~350℃；

0,T——轴压构件初始缺陷计算参数，应按式(6.1.2-6b)和(6.1.2-7b)计算，

式中，温度T的适用范围为20℃~350℃。

对于热处理状态为T6的铝合金：

−83−62−4

T=−++1.5027106.1711108.7545100.1848TTT(6.1.2-6a)

−83−62−3

0,T=−1.989410T+9.731310T−1.534810T+0.1769(6.1.2-6b)

对于热处理状态为其他情况的铝合金：

−83−62−4

T=−++1.5988104.3079103.2619100.3451TTT(6.1.2-7a)

−83−62−4

0,T=−+−+1.0980105.5581109.0582100.1160TTT(6.1.2-7b)

6.2受弯构件

6.2.1高温下，在主平面内受弯的构件，其抗弯强度应按下式计算：

MxMy

+kfT(6.2.1)

WWenxeny

式中：Mx——高温下最不利截面处绕x轴弯矩设计值；

My——高温下最不利截面处绕y轴弯矩设计值；

Wenx——绕x轴的有效净截面模量，应同时考虑局部屈曲、焊接热

影响区以及截面孔洞的影响；

Weny——绕y轴的有效净截面模量，应同时考虑局部屈曲、焊接热

影响区以及截面孔洞的影响。

6.2.2高温下，在主平面内受弯的构件，其整体弯扭稳定承载力应按下式计算：