安全验证
3》 , 基本规《定 : 】 3.1  防火】要求 ! ,3.:1.1  本条【。。规定了钢结构构件的!设计耐火极限确【。定依据表1列—出了现行国家—标,准建筑设计防火【规范GB 5—0016《-2:。01:4对:各类结构《构件的最《低,耐火极限要求并结】合钢结构特点补充】增加了柱间支—撑、楼盖支》撑、屋盖《。支撑等的规定— —    钢结构【构件的设计耐火极限!能否达到要求—是关系到建》筑结构安《全的:重要指?标同时本条所引用】的现行国家标准【建筑设计防火规范G!B 5?0,016-2014对!各类结构构》件,设计耐火极限的规】定均为?强制:性条:文因:此,本规:范将本条作为强制性!条文必须《严格执?行 表】1 :构件的?。设计耐火极》限(h) — 】。 续?表1 ! 注—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 5001【6,的规:定; 【   ?  2 一》、二级耐《。火,等,级的单层厂房—。(仓库)的柱其设计!耐火极限可按表【1规:定降低?0.50《。h; —     —3 一级《耐火等?级,。。的单层、《多层厂房(仓库)设!置自动喷水灭火【系统时其屋顶—承重构?。件的设计耐火—极限可按表1规定降!低0.50h—; ? 《   ? ,4 吊车梁的设【计耐火极限不应低】于表1中《梁的设计耐火—极限根?据,受力性质《不,同屋盖结构中的檩】条可分为《两类:。(图1) — : 》 图1 —典型:的屋盖结《构体系 ! ,   (1)— 第一类檩条檩条仅!对屋面板起》支承作用此类檩【条破坏仅《影响局部屋面板对】。屋盖结构整体受力性!能,影响很?小即使在《火灾中出现破坏【也不会造成结构整体!失效因?此不应?视为屋盖主要结【构,体系的一个组成【部分对于这类檩条其!。耐火极限可》不作要求 】    》 (2) 》第二类檩《条檩条除支》承屋面板外还兼【作纵向系杆对主结】构,(如:屋架)起《到侧向支撑作用;】或者作为《横向:水平支撑《开间的腹杆此类【檩条破?坏可能导致主—体结:构失去整体》。稳定性造《。成整体倾覆》。因此此类檩》条,应视为?屋盖主要结构体系】的一个组成部分【其设计耐《火极限应《按表1对“》屋盖支撑、系杆”的!要求取值 》 3.【1.2 《 本条规定了钢结构!构件的?耐火极限不满足设】计,要求:时的处理方法通常】无防火保护钢构件】的耐火时间为0.】25h~0》.50?h达不到绝大部【分建筑构件的设计】耐火极限需要—进行防?火保护防火》保护应根据》工程实?。。际选用合理的防火】保护方法、材料和构!造措施做《到安全适用、技术先!进、经济《合理防火《保护层的厚度应通过!构件耐?火验算确定保证【构件的耐火极限达到!规定的?设计耐火《极限保证钢结—构在火灾下的—安全:对于防?止和减?少建筑?钢结构的《火灾危害、保护【人身和财产安—全,极为重要钢结—构在火灾下》的,破坏本质《上是由于《随,着火灾下《钢结构温度的升高钢!材强度下降其承载力!随,之下降致使钢结构不!能承受外部》荷载作用而失效破坏!因此对于耐》火极限不满》足要求的《钢构件必《须进行科学的—防火:设计采取《安,全可靠、经济合理的!防,火保护措施以延缓】。钢,构件升?温提高其耐火极限本!条,规,定对于保障钢结构的!耐火:安全极为《重要故作为强—制性:条文必须严格执行 ! 3.【1.3  本条规定!了钢结构节点的防火!保护措施钢结构【节点是钢结构的一个!基本组成部分必【。须,保证钢结构》节,点在高温作用下【的安全但是火灾【下钢结构节点受力】复杂耐火验算工作量!大钢结构节点处构件!、节点板、加劲【肋等聚集《其,。截面形状系数小【于邻近?构件节?点升温?较慢为?了简化设计基于“】强节点、《弱构件”的设计原】则规定节点的防【火保:护要求及其耐—。火性能?均不:应低于被连》接构件中要求—最高者例《如采用防火涂料【保护时节《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! 《 本条规定—。对于:保障:钢,结构耐火安全至【关重:要故作为强》制性条文《必须严格执行— 《 3.1.—4  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!这些事?项与钢结构防火工】程的质量密切相关】。防火保?护措施及《防火材?料的:性能要求《。。、设计指标包—括防火保护层—的等效热阻、防火保!护材:。料的等?效热传导系数、防】火保:护层的?厚度、防火》保护的构《造,等 3】.1.5  等【效热阻是衡量防【火保护层防火保护】性能的技术指标非膨!胀型:钢结构防火涂料、】防,火板等材料》的等效热传导系数与!防火保护《层厚度无关》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!膨胀型钢结构防火】涂,料的等效热传导【系数与防火》保护层厚度有关最好!直接根据等》效热阻?确定防火《保护层?的厚度(涂层厚【度) 【 : 3.?2  防火设计 !  【。  : 在20世纪—80年代以前—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《并,确定其防火》保护措?施为此各国及有关】组,织制定了相》应的试验标》准包括国际》。。标,准组织ISO/C】D 8?34、美国A—STM E 11】9和NFP》A 25《1、英国BS 【476、德国D【。IN 410—2、日本《JIS 《A 1304—、澳大利《亚AS 1》530.《4、我国国家标准建!筑构:件耐:火试:验方法GB/T 】9978198【8,等采:用该方法往往需要】进行一系列的试验方!可确定合适的防火】保护措施进行—这样一系列的—耐火试验费用高为】了改善?这一情况尽可能【地减少试验次数在总!。结大量构件标准【耐火:试验结果的基础【上,。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)但这》。些构件的耐火—极限表?比较粗略没有反【映钢构件的截面【大小与?。形,状以及受《荷水平等因素的影响!为此国际社会—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 】  》   ?本规范采用》基于结构分析与【耐火:验算的钢《。结构防火设》计,方法在总体上与欧洲!钢结构协会ECCS!钢,结构防火设计标【准英国规范B—S, 5:95:0 Pa《rt 8、欧洲规范!ENV 1》993 -1-2、!美国规范AN-S】I/AIS》C 360-10等!规范所采用的—。方法相同上述标【准的具?体名称?如下 】 ,。  : 1) 《lnter》national】 Standard!s :Orga《。n,izat《。ion?(ISO).I【S0 ?834-1:19】99,Fire-r!e,sist《ance 》tests-E【lements 】。of build】ing co—nstructi】on-Pa》。r,t 1: Ge【neral —re:qui?rements.】    ! 2) 1nter!na:t,io:nal? Standard!。s Organi】zat?ion(《ISO).IS0】 8:34:-5: 2:000.Fir【e-:resistanc!e t?est?s,-,Eleme》nts of b】。uild《i,ng ?con?stru《ct:ion-Par【t 5:《 Specifi】c re《quire》ments fo】r loadbea!r,ing h》orizont【。al sep—ara?ting ele】ments》. :    】 3) 1nte】rnational! Sta《nda?。rds 《Organiz【ation(I【SO).IS—0 8?3,4-6:2000.!Fire-res】istance【 tes《ts-Elemen!ts:。 of bui【ldin《g const【ructio—n-Part 6:! Sp?ecific 【require【ments —f,or b《e,ams. !    《 ,4) ?1nte《rnat《ional Sta!ndards Or!ganizat【。。ion(ISO【).IS0 834!-7:2《000.Fir【e,-resist【。ance t—ests-El【e,ments of】 buildin】g constr】。uc:tion-Part! ,7: Sp》eci?fic requ】iremen—ts: for《 col《umns. —    】 5) 《In:ternation!al Standa!rds? Or?ganiza—tio?。n(ISO).【ISO/C》D 834》-10.Fi—re resist!ance 》tests》-Elemen【。t,s of 》bu:il:d,ing 《construc】tion《-Par《t :10: 《Spec《ific《。。 re?qui?rements【 to de—termine【 the con】tribu》ti:on of》 applied !fire 》prot《ectio》n materi】als? t:o, stru》ctur《al ?。eleme》n,t,s. 》 ,     6) !Internat】iona《l Standar!ds Org—ani?zati《on(I《SO)?.ISO/》CD 834-1】1.Fire r】esistance! t:ests-E—lem?ents of【 bu?ildin》g constru!ct:ion-P》。art 11: S!pe:cific req!uirements! for th【。e asses【s,ment 》o,f fire— protect】ion to— struct【ural 》ste?el: elements!., 》     7)【 Ame《ri:can S》oc:iety of【 Testi—ng and M】aterials】(ASTM》).AST》M E119-1】2,St《andard 【Test《 Metho—ds for 【Fir?e Tests【 of 《Build》ing 《Co:nstruct【ion? an?d Materia!ls. 》 ,。 ?    8) Na!t,ional Fir!e :Prote》。cti?on Asso【ciation (!NFP?A),NFPA 】25:。19 St》andard 【Meth《ods of T】est?s of Fire! Resi》stance of! ,Buildi—。ng ?C,onstr》uc:tion and】 Materi【a,ls,2005【 edition】., 》     9)【 Bri《tish 》Standard】s Inst—itu?tion(》BSI),BS【 ,476-20—:1:9,8,7,Fir》e Tests 】。on: ,Buil《ding《 Materi【als 《and Struc!tures,Par!t 2?0: Me》t,hod for D!et:er:m,inat《ion of t】。he Fire R!。esi?stanc》e :of: El?emen《ts of》 Co?。。nst?ructio—n (Genera!l Prin—ciples). ! 》   ? 10) Br【itish S【tan?dards》 Inst》itut《i,on:(BSI),—BS 47》6-21:1987!,Fire》 Tests o】n B?u,ildin》g Materi】als and【 Struc—tures,Pa】rt:。 21?: Method】s for》 Determi】nat?i,on o《f the Fir!e Res》is:tance》。。 o:f Load—bear《ing Ele【。m,ents of C!onstruc【tion. 】    — 11) Bri】ti:sh Sta—n,。。dards Ins!ti:tution—(,BSI),B—S 4?76-2《。2:1987—,,Fire Test!s on Bu【ilding—。 Mater—ials and !Structu【re:s,Part 22!:Methods !for 《Determina!tion o—f the F【ir:e R?esist》an:ce of —Non-Lo—adbear—。ing? Element】s of 》。Construc】tion. !   《  12) Br】i,tish《。 Standard!s :I,。nstituti】。on(BSI),】BS 47》6-23《:1:9,87,Fir—e Tests o!n Bui》lding Mat!erials a】nd ?Structur】es:,Pa?。rt 2《3: Method!s fo《r Deter【mina《tion 》。of the 【Contribu】。tion of【 Componen!ts to th】e Fire 【Resis》t,an:ce of a【 ,Structu【。re:. 【 , ,  13)》 Deut》sches Ins!t,。。itut fur !。Normung,D!IN 4《102?-19 Fir【e B?eha?vior 》of Build】ing Mat【erials— a:nd ?Buildin【g, Compone】nts,《Part 1:【B,。u,ildin》。g :M,at:erials—, Concep】。t,s, Req—uiremen【ts and Te!sts,1998】.  】   14) D】eu:ts:che?s Institu!t f?ür Nor—mung,DIN !410?2-2,Fi—re Be》havior o】f Bu《ildi《ng Mate【rials》 an?d Buildin!g Compone!nts,Par【t 2:B》uilding C!om:p,onen《ts,Defi【niti《ons,R》equire—。ments an】d :Tests》,1977. 】 :    》 1:5) ?D,eutsch—es In》stitu》t fur N【ormun》g,DIN》 410《2,-4,?Fir?e beha—vi:or of Bu】。。ild?ing Mater!。。ials and !Bu:ilding C】。omp?on:ents,Par】t :4::Synop》si:s, a:。nd Appl【ic:at:ion of Cl!as:sified— Build—。ing M》a,te:rials, Co!mponent【s and Spe!ci:al C《ompo《nen?ts,1《9,94. 《     !16) Jap【anes《e :Indu《strial 【St:a,ndard》s,,,JIS? A:。 1304:1【994,建篥樽【造部分の《耐火試驗方法— (Me《thod《 of Fire !Resist—ance Te【st for S】tru?ctur《al Parts】。 of Buil】d,ings),199!4. 【 ,    17—) Stand【ards《 Associa】tion o—f Austra】lian,AS 】153?0.4-1997】,Methods !for Fire !T,ests 》on Bu》ilding M】ateri》als, C—omponents! and S—。tructur【es, P》art?。 4: F》ire-Resi】stance Te!sts of El!em:ent?s of《 ,Bui?ld:ing Co—nst?ru:ction,199!7. 】    18) 】Europ》e,。an Conv【ention 【for Con【structi【onal Stee!lwork(ECC!S),T《e,c,hn:ical C—omm?。itte《e 3-《Fi:re Safe【ty of St】eel Stru】。ctur《es,Eu》ropean 【Recomme【nda?tion for】 the 》Fir?e Safet【y, of Stee】l St《ructur—es-C《alcula—ti:on of th】e,。。 Fire R【es:is:tance of !Loadbe—aring El】ement》 and Str】uctural【 Assemb【。。lies E—。xposed— ,。to the St!anda《。rd ?F,ire,《。Amst《er:dam, El【sevier—,1983. 】 :  ?   19)— Britis【h Standa】rd:s, In?stitutio】。n(BS《I),?BS 595—0,The —。。Structur】al Use 【of St》eelwork【 in 《B,uildings】,Part —8:Code of! Pract—ice fo—r Fire R】e,sist《ant 《D,esign,20】。03. 《 ?   《  :20) Euro】pean Co【mmit《tee for 】S,tandardiz!ation,ENV! 1993-1【-2,Euro【code 》3,De《。sign o—f St《e,el Struct!ure?。s,Par》t 1.2:Str!uctural 】Fi:re Des—ign?,,200?5. 》 :    《 21) A—m,erican— Insti—tute o—f Steel C!onstruc【ti:on.ANS—。I/AISC 36!0-10,S—pe:cificatio!。n fo《r, Structu】。ral Steel! Building!s,2010—. ? 3.2【.1  《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【是基于?承载力极限状—态钢:结,构在火?灾下的破坏本质【上是由?于随着火灾下钢结构!温度的升高》钢材强?度下降其承载—力随之下降致使【。钢结构不能》承受:外部荷载、》作用而?失效破坏因》此为保证钢结构在设!计耐火极限时间内的!承载安全《必须进行承》载力极?限状态验算》 当满足!下列条件之一时应】视为钢结构整体达】到,耐火:承载力?极限状态 — ,     (】1):钢结构产生》。。足够的塑性铰形【成可变机构; 【  —   (2)钢【结构整体丧失稳定】 》     当—满足下?列条件之一时应视】为钢结?构构:件,达到耐火承载力极】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)构件整体丧】失稳定; 【     (4!)构:件达到不适》于继续承载》的变形 】  : ,  随着温度—。的升高钢材的—弹,。性模量急剧》下降在火灾下—。构件的?变形显著大于常温受!。。力,。状态按正常使用极】限状态来设计—钢构件?的防火保护是—过,于严苛的因此火灾】下允许钢结》。构发生?较大的变形不要求】进行正常使用极限状!态验算由于计算方法!对结构的承》载力:影响大直接涉及建筑!的结构?安全故将本条作为】强制性条文必—须严格执行 ! 3.2.—2  本条规—定了钢结构在—火灾下的荷载—(作用)效》。。应,组合:该组合是《根据:现行国家标准—建筑可靠《度统一设计标准【GB 5006【8,-2001、—建,筑结构荷载规范G】B 5000—9-2?012中关》于偶然设计》状况的荷载(作【用)效应组合原则】制定:的,恒载、楼面或屋面活!荷载和风《。。荷,载等取火《。灾发生时的》最可能?出,现的值地震过后建筑!经常发生火灾这类】次生灾害但在—火,灾过程中再发生【较大地?震的事件为极—。小概:率事件因此》在火:灾下荷载(作用)】。效应:组,合中不考虑地震作用!。;而在火灾》。后,评定结构状态及修复!结构时则仍应考虑】结构:正常使用中的各种荷!载,及作用组合 — , ?。  :   ?必须:指出条?。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《关系的情况实际上】对于端部约束足够强!的,受火钢构《件构件升温》热膨胀受约》束将:产生:。很大的温度》内力在较低温度【。。时即:进入弹?。。塑,。性受力状态》。由于钢材具》有良好的塑性变【形能力将抵消热【膨胀变形《因此在结构未形成机!构之前钢构件可在】进入:屈服:后继续?承载 《。。 : :3.2.《3  根据验算对】象和层次的不同钢】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 》  》   大跨度钢结构!局部构件失》效有可能造成—结构连续性》破坏甚至倒》塌;预应力钢结构】对温度敏感》热膨胀?很可:能,导致预应《力的丧失改变结构受!力方式设计》时应予以特别重【视故要求采用基于整!。体结构验算的防【。火设计方法当—建筑中局部为大跨度!结构、预应力结构】时对于该部分结构及!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 ! 3.2.4  基!于整:体结构耐火验算的防!火设计方《法适用于各类形式】的结构当有充分【的依据时(》例如周边结构对【局部子结构的受力影!响,不大时)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 【    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、结构—材料性能受高温作用!的影响先施》加永久荷载》、楼面?活,荷载等再逐》。。步施:加与:时,。间,相关的温度作用进】行结:构弹塑性《分析验算结构的耐火!承,载力 《 《3.2.5  基于!构件耐火验算的防火!设计方法的关键【是计算钢构件在【火灾下?的,内力:(荷载?效应组合)》考,虑钢:构件热?膨胀型?温度内力时结构【中相当多的钢构件】将进:。入弹塑性《受力状态或是受【压失稳 — 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:(如钢框架结构中】。的,梁、柱)当构件两】端的:连接承载力不低于】构件截面的》承载力?。时可通过构件—。的塑性变形、大挠】度变形来抵消其【热膨胀变形因此可不!考虑温度内力的影响!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—力即荷载《。(作用)效用组合公!式(3.《2.2-1》)、式(《3.2.2-2)】。时,忽,略温度作用效应【该简化处理》方法也为英》国,标,准BS 《59:50: Part 8【采用  !  :。 对于轴心受压【构件热?膨胀:将增大其内》力并易造成构件【失稳;?对于轴心受拉—构件:热膨胀将减小—轴心受拉构件的拉力!因此对于《以,轴向变形为主—的,构件应考虑热膨胀】效应对内力的影响】 ?。   》  计算火灾下构件!的承载力时》构件的温度应取其截!。面的:最高平?均温度但是对于截】面,上温:度明:显不均匀的构件(】例如:组合梁)计算构件】的抗力时《宜考虑?温度:的不均匀性取—最,不利部件进行验算对!于变截面构件—则应对各不》利截面进《行耐火验算 】 3.》2.6  本条【。给出了构《件耐火验《算时的三种方法耐火!极限法是通》过比较构《件的实际耐火极限和!设计耐火极限—来判定构《件的:耐火性能是》否符合要求并确定】其防火?。保,护结构受火作用是】一,个恒载?。升温的过程即先【施加荷载再施加【温度作用模拟—恒载升温对于试【验来:说操作方便但是对于!理论:计算来说则需—要进行?多次计算《。比较为了简》化计算可采用—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【要求火灾下随着【构件温度的升高材料!强度下降构》件承载?力,也将下降;当构件】承载力降《至最不?利,组合效应时构件达】到耐火承载力极限】状态构件《。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:。;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【度因此式(3.2.!6-1)《。、式(3.2.6】-2:)、式(《3.2.6-3)的!耐火验算结果—是完全?相同的耐火验算时】只,需采:用其中之一》即可 ? ,