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—014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GB 5》0016-20【14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 5《。00:16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:0.50h》; 》     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:.50h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 834、美国A!STM E —1,1,9和N?FPA 251、英!国BS 476【、德国DIN— 410《2、:日本JIS A 1!304、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 9【9781988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1【97:0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EC【CS钢结《构防火设计标—准英:国规范B《S 5950 Pa!rt 8、欧洲规】。范E:NV 1《993 -1—-2、?美国:规范AN-SI/】AISC 3—60-10等规【范所采用的方法【相同上述标准的【具,体名称如下 】  《   1) ln】tern《ationa—l Standar!ds Or》gan?ization【(,ISO).IS【0 834-1:1!999,Fir【e-resis【t,ance test!s-Eleme【nts of bu!ild?ing const!ru:ction-—。Part 1—: Ge《ne:ral r》equire—ments. ! ,     2)】 1nte》r,nation—al Sta—ndards 【Organiza】tion(ISO)!.IS0 834-!5 2?000.Fire】-resi》。stance t】ests-》Elem《ents of 】build》i,ng const】ruction-】Part 5:【 Spe《cific re】quirement!s, for《 ,loadbeari!ng h《ori?zontal se!para《ting e—lem?en:ts. 】 , ,   ?3,) 1ntern】。ational S!。tandar—ds Org—an:i,。zat?ion(ISO).!IS0 《8,34-?。。6::2000.F—ire-《res?istanc—e tests-E!leme《nts of bu!ilding co!n,stru《ctio《n-:Part 6—: Speci【fic 《require【ments —。for bea【ms. 《   【  4?) 1n《t,。ernationa!。l S?tand《ard?s O?rg:a,nizat》ion(《ISO).I—S0 834-7:!2000《.Fire-re】sista》。n,ce t《es:ts-Elem【ents of b!uild《ing co—nstru》ction-P【art 《7:: Sp?ecific— requ》ire?。m,ents f—。or c《olumn》s. 《     】5,) :I,。nte?rnationa】l Standa】rd:s :Or:gani《zatio》n(ISO).I】SO:/CD 《8,34-10》.Fir《e resist】ance te【sts-Elem】。ents of b!uildi》ng constr!。uction—-Part 1【0: Spec【ific req】u,irem《ents t—o dete—r,mine 》the con【tri?bu:tion of【 applied !f,。。i,re protec!tion 》materia【ls to s【truct》ural《 elements!. 【    6) 【Internati!。on:al St》。an:da:。rds 《Orga《n,。ization(I!SO:。).ISO/CD】 83?4,-,。11.Fire 】resist—。ance tes】ts-?。Eleme》nts of b】。ui:ldi?n,g cons—truction-!Part 1—1,: S?pe:cif?ic requir!ement》s for th】e asse—ssment— of fire !p,。ro:tectio—n to str】uc:tur?al steel】 eleme—nts. 】 :。   ? 7:。) Ameri【can? Society !of: ,Testing a!nd ?。Materi—als(ASTM)!.ASTM》 ,E119-12,】S,tanda》rd Test M!。etho《ds for Fi!re: Tests of! B:u,i,。lding Con!str?。。uct?。ion and M!aterials.! ? : ,    8) Na!tion《al F《ire Prote!ction A【。ssocia—tion (N【FP:A,),NFP》A 2519—。 Standard! M:ethods— of 《。。Test《s :of Fire【 R:e,sistan—ce ?of Buildi!ng: Constru】ction —a,nd M《aterials,!200?。5 edit—ion. !     9) B!riti《sh Standa!rds In—stit《ution(BSI!),BS 476-!20:1《987,Fir【e Tests o!。。n Bu《ildin》g Materi】al:s and S【tructures!,,P,art? 20?: M?。etho《d for De】termin—ation of !。the Fi—re Resi【stance of! Eleme—nts of— Con《struc》。tion (Ge】neral P【rinciple】s).? —    10) B!riti《sh Stand】a,rds 《。In:st:it:utio《n(BSI),B】S 47《6-21:》1987,》。Fire Tes】ts: on B》ui:lding Mat!eria《。ls: ,and 《Structu【。re:s,:Part 21: !M,et:hods fo【r Dete—rmin《ation of】 ,th:e Fi《re Re》sistan—ce of Lo】adbe《ar:。i,n,g Element!s of《 C:onstru—ct:ion. 》 《  :   11) B】ri:tish St【andard—s Inst—。itution(B!。SI:),B?S 476》-22:198【7,Fire Te!。st:s on Bu【ilding Ma!t,erials 【and? Struc—tures》,Part 22:!。Me:thods —f,or Deter】mination !of ?the Fire !Resista【nce? of? Non-L—oadbea—ring《 Elem》ents of 】Const》ructio—n. 】 ,   12) Br!itish》 Sta《nd:ards Ins】ti:tuti《on(BSI—。),BS 476】。-23:19—87:,Fi?re Tes—ts o《n Buildin!g Materi】a,。ls and St!ruc?tures,Pa】rt ?23: M》etho《ds fo》r :Det?erm?i,nation— of the 】Con?tribution! of C》omponen【ts t《o t?he Fi》re R《esista—nce of a】 Structu】re:. 【   ? 13?) Deuts【c,hes Inst】itut f—ur No》rmung,D【IN: 4102》-19 Fi—r,e Beha—vio?r of Bu【il:di:ng Mate【rials a【nd B《uilding 】Component!s,P?。art 1:—Buil《ding 》Materi—als, 》Co:ncept》。。s, Requ【i,re:ments》 a:nd T《ests《,,。1,998.《    ! 14) D—eutsche【s Institu!t für No】rm:ung,《。D,IN 4102-】2,Fire B】ehav《ior of Bu!ilding— Mate》ria?l,s and Bu】il:ding Comp!。onents—。,Part 2:】Bu:ildi《ng Com—。pon?en:ts,?Definiti】ons,Req【uirement】s, and Test!s,1977.【 》     15)】 D:eutsches】 Ins《titut fur! N:ormung,D】IN 4102【-4:,Fire beh!avior o【。f B?ui:lding M【a,ter?ial?s and —Building】 Compo—nen?ts,Par—t 4?:Synops【is and A】ppli《。cation—。 of 《Class》ified —Build》ing Mater!。。ials, —Compon—ents an【d Special! Comp》o,nents,1【99:4.:    !。。 16) J—apane》se Indus】tr:ial Stan】dards,JIS! A 1《304:19—94,建篥》樽造部分の耐—。火試驗方法 (M】ethod of】。 ,Fire《 ,Res?istance【 T:est for【。 Struct【ural P—arts of B!uildings】),,1:994. !。    《 17) Stan!dard《。。s Ass》ociati—on: of Aust】ralian—,AS 《1530《.4-19》97,Method!s for —Fire Test!s, on 《Building !Ma:t,erials, C!om:ponents【 a:nd St》ructures】, :Par?t 4: Fire!-Resist【an:ce Tes—ts o《f :E,leme《nts of 【。Buildi—ng Const】ruction,】1997.》。   】  1?8) E《uropean【。。 Conve—ntion —fo:r Cons—tructiona!l Ste》elwork—(ECCS)—,Techni【cal 《Committ【ee ?3-Fire Sa!fety of 】Steel Str!uc:tures,E【u,ropean 【Reco《mmend》atio《n fo《r :the 《Fi:re S《a,fety of S!teel Stru!。。c,tur?es:。-Calculat!。ion 《of the— Fir《e Resis【tance of !Loadbe—aring Ele!ment《 and Stru!ctural— ,Assem》blies —Exp?。osed t—o the》 S:ta:ndard Fir!e,,Amster【d,am, E》lsevie—r,1983. 】 ?     —19:) Bri》tish 》Standard】s :Instit—ution(—。BSI),BS 5!950,The【 Str《uctural 】Use?。 o:f Steel【work in B!uil?di:ngs,Par【。t 8:C》ode of P】。ractice【 for Fire! Resistan!t Desig【n,200》3.  !。。  : 2:0): Eur《。ope?an ?。Commit—tee for S!tandar—dizatio【n,ENV 1【993-《1-2,Eu—r,ocod《e 3?,Desi》gn ?of St》eel St—ructur—es,Par—t 1.2:S【truct》。ur:al Fir—e Design】,2005》。. —   ?  21)》 ,America【n Instit】ute of— Steel—。 C:。o,nstructio!。n.:ANS?I/A?ISC 360-】10,?S,pec?ificati【on fo》r Str》uctur》al Ste—el Bui—lding》s,:。201?0. 】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!GB 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—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 ?Pa:rt 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 【