安全验证
6  钢】结构:的,温度计算 — 《 6.—1,。 , 火灾升温曲—线,。 — 6?。.1.1  本【条规定了钢结构耐】火验:算与防火设计采用的!火灾升温曲线 】   —  建筑火灾一般是!从建筑内《部的:某一空间起火开【始而造成的结果通】常,可,。分为火灾初期—增长阶段、》。全盛阶段、》衰退:。。阶段三个阶段火【灾的:发展过程《及其严重程度取决于!室内可燃《物的燃烧性》能、数量及分—布情况(《火荷:载密度?)以及着火房间的大!小、形状《、通风?状况等因素图6为】一般:室内:火灾:、高大空间火灾这两!种典型的《建筑火灾着火空间】的环境温度升温曲】线的比较 ! 图6! 一般室内火—灾与高大空》间火灾的升温曲线比!较   !  一般《室,。内火灾在初》期增长阶《段、:全盛阶段之间有一个!标志着火灾发生质变!的现象轰燃》现象(图7)这【。时室内?。所有可?。燃物都将着火燃烧环!境温度急《剧升高危及结构安】全轰燃现象是—一般室内火灾过【程中:一个非?常重:要的现象持续时间】很短 》     实】际,火灾:升温曲线具有多样】性为了?统一和便于比较许】多国家?和组织制《定了标准火灾—升,温曲:线,用于构件耐火试验】以评定构件》的,耐火极限《为了使钢结构耐火验!算与标准耐火—试验一致《因,此本规范规》定采用?标准耐火试》验的炉内升温曲【。线作为钢结》构耐火验算的火【灾升温曲线 】 , 【。 图7 一般室内】火灾:的发展过程 !    》。 式(6.1—.,1-:1)所规定的标准】火灾升温曲线是【现行国家标准建筑构!件耐火试《验,方法  第1部【分通用要求GB【/T 997—8.1?所采用的《升温曲?线该曲?线和国际标准I【S0 834-1】1999所采—。用的标准火》灾升温曲线相—同适用于《以纤维类火灾为主】的建筑其可燃物主】要,为一般可《燃物如?木材、纸张、棉花】。、布匹?、衣物等可混有少量!塑料或合成材料 】     !式,(6.1.1-【2)所规定的升温】曲线称为《碳氢(HC》)升温曲《线适用于可燃—物以烃类材料为主】的场所?。如石:油化工建筑及生产、!存放烃?类材料?、产品的厂房等【 《  ?。   图8为—标准火灾升温曲线】与碳氢(HC)升温!曲线的比《较 : : ? —图8:  标准火灾—升温曲线与》碳,氢(HC《)升温曲线的比较】 6【.1.?2  ?采用标准火灾—升温曲线《给结:构防:火设:计带来了《很大的方便但是【标准:火灾升温《曲线有时与》实际火灾(如高大空!间火灾)相差甚大】为,了更好地反》映实际火《灾对结构的破—坏程:度在能?。确定建筑物室内的有!关参数以及火—荷载的情况》下欧洲规范》。EC3 EN 1】9,。93:-1:-2、英国》规范BS《 5:950: Part! 8等均允许结构防!火,设计采用实际火灾升!温,曲线近年来提出的】性能化?防火设计《方法:(,Perform【ance-Ba【sed 《Design M】e,。t,hod)《则,更是要求在》设计时应采用—能反映实《际火灾特性的—升,温曲线因此本条规定!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!。建筑内着火空间【的环境温度也可按】其,他有可靠《依据的火灾》模型计算 》 《     必须指出!的是高大空间—火灾着火空间—的环境温《度不一定很高但是】火灾区域及邻近【的构件还应》。。考虑可能被火焰吞没!。、火焰辐射对其【升温的?影响建筑内的高大空!间大体可分》为以下两类》 :     (!1) 占地面积相当!大且具有一定高度的!大体积型建》筑如:会堂、展览馆、剧院!、体育馆、候车厅】和,大型仓库等其面【积通常有几百—至几千平方米高【。度一般在8m~20!m之间; —   —  (2) 具有一!定的占地面积但【空间相当高》。的细高型建筑如【高层:建筑的?中庭:其面积为几十—至几百?。平方米高度》则有十?几,米至百米 》 , : :6.1.3  本】规范第2《.1.8条》给出了等效曝—火时间的定义(见图!9)本条给出了【确定等效曝火—时间的方法该方法】基于:。。火灾释放热量相等】的原则该方法考虑了!火,灾持:续时间的《影响但火灾时从热】烟气传递到构—件的热量《与热烟气《和构件的温度差有】。关因此当实》际火灾升温曲线【与标:准,火,灾升温曲《线差别很《。大,时该方法存》在较大的误》差 】。 ,。 : 图9  等效】曝火时间te 】 《    为简化计】算数值积分法计算面!积时时?间,间隔可取1mi【n按下式《确定等效曝火时间 ! : !式中T?gi由式(6.1.!1-1)确定—的标准火灾升温【曲线中i《时刻(min)【的热烟气平均温度】(℃); 】  ?     T′【gJ实际火》灾,升温曲?线中:j时刻(min)】的热烟气《平均:。。。温度(?℃); —      】 t′实际》火灾作用时间(mi!n); ! ,  :   te》等效曝火时》间(min) 【 : : 6.》2  钢构件—升,温计算 !     本【节适用于《表面:受火均?匀的:轻型钢构件的升温计!。算重:型钢构?件或表面《受火不均匀的—钢构件其《截面上各点温—度相差较《大为不?均匀分布宜采用有限!差,分法、有限》单元法等数值方【法,。计算其升温当单【位长度钢《构件的表面积—与对应的体积—之比:大于10时为轻型】钢构件;反之则为重!型钢:构件实际工程中的大!部分钢构件为轻型】钢构件 — 6.2—.1  本》条给出的无》防火保护钢构—件的升温计算公【式基于集总热量【。法原理为增量—公式需要逐步迭【代计:算其中时间步—长△t不《宜大于5 》s以保证计算精度】表6.2.1给出的!。综合辐射《率εr?。。取自美国标准ANS!。I/AISC 3】60-10Spec!。ificat—ion for【。 ,。。Str?uctura—。l Steel【 ,Buildings!(2010)—综,合考虑了《烟气的辐《。射率以及《辐射角系数的影【响,适用于符合本规范第!。6.1.1条式【(6.?1.1-1)、【式(6.1》.1-2)规定的火!灾当实际火灾与本规!范第6.1.1条】式(6.1.—1-1)、式—(6.1.1-【2)规定的》火灾相差很大—时,。。应调整综合》辐射率的取值表【9给:出了:常见的无防火保护】钢构件的截》。面形状系数计算示】。例在标准火灾下无】防火:保护的钢构》件按式(6》.2.1)计算的温!度如表10所—。示 表】。9 无防火》保护钢构件的截面形!状系数 【 ? 》。续表9 《 】 注《表,中A为?构件截面《积 表1!。0 标?准火灾下《无防火保《护钢构件的温—度(℃) 》 】 , 续表1》0 【 》 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>30》0时可认为》。构件温?度等:于空:气温:度 【6.2.2  本条!给,出的有防火保护钢构!件的升温《计算公式为增—量公式需要逐步迭】代,计,算,其中时间《步长△t不宜大于3!0s以保《证计算精度 !     有防火!。保护:钢,构件的截面》形状系数Fi/V】不仅与?钢,构件的截面特—性有关还与防火【。保护层做法》有关工程中常用【的防火?保护层做《法可:分,为两:种(1)《外边缘?。型,保护即?防火保护层全部【。沿,着钢构件的外表面】进行保护;》(,2,),非,外边:缘型保护即全—部或部分防火—保护层不《沿着钢构件的外表】面,进行保护表1—1给出?了常见的有防火保】护钢构件的截—面形状?系数计算《示例 】    钢结构防火!保护的种类和施工】方法较多其》特性也有较大—的差别有些防火保】。护层:质量很轻《相,对钢构件来说其自身!吸收的热量可忽略】这种防火保护层【称为轻质《保,护层;而《有些防火保护层自身!所吸收的热量必须】。加以考虑这》种防火保护》层称为非轻质保护层!一般:情,况下非膨胀型防【。火涂料、《膨胀型防火涂料、蛭!石防火板、硅—。酸钙防火《板、硅酸《铝纤维毡等防火保】护层为轻质保护层;!混凝土、金属网抹砂!浆,、砌:体等防?火保护层为非轻质】保护:。层忽略保护层自身所!吸收的热量钢构【。件的温度计算结【果是偏高的因此以】此温度进行防火【设计的结《果偏于安全 ! ,    《。 标准火灾》下采用轻质防火保】护层的钢构件按式】(6.2.2)计】算的钢构件温—度如表12~表【18所示 【 表11— 有防火《。保护钢构件》的截面?形状系数 【 《。 续表【11 《 ! ,续表11 — ! 注表中A为构件】截面面积《 》 表:1,2  ?标准火灾下轻质防火!保护:钢构件的升温(℃)!。等效热阻《0.01m2—·℃/W《 】 续表12 ! ,。 》 》续表12 》 : 【。 表1《3  ?标准火?灾下轻?质防火保护钢构件】。的升温(℃)等效热!阻0.05m2·℃!。/W 【 , 续【表13 《 : — 续《表13? 】 ? 表14 》 标准火灾下轻质防!火,保护钢构件的—升温(?℃)等效热》。阻0.1m2—·℃/?W 《 》 , 续表14【。 ? , 】表15  标准火】。。灾下:轻质防火保护钢构件!。的升温(《℃)等效热阻0.2!m2:·,℃/W 》 】 续表《。15: — 表1】6 :。 标:准火灾下轻质防【。火保护钢构件的【升温(℃)等效【热阻0.《3m2·℃/—W 《 《 》续表1?6 【。 , 续表【16 — : 表【。17  标》准火灾下轻质防火保!护钢构件的升温【(℃)等效热—。阻0.4《m2·℃《/W 【 续表!17 ? ? 》 续表17 】 【 : 表18  标准!。火灾下轻质防火【保护钢?构件的?升温(℃)等效热】阻0.?5m2·℃》/W ! ? 续表18 ! ? 《 6.2.3【  本条给出—的标准火《灾下采用轻质防火保!护的钢构件的近似】升温计算公式是【通过对本规范—第,6.2.2》。。条的:迭代升?温计算公式(—6.2.2-—1,),。、式(6《.2.2-4)的计!算结果进行数学拟】合得:到二者的比较—如图10所示从图】中可见当钢构件的温!度不大于《70:0,℃时二?者计算结果的偏差】很小由?于,。。。式(:6.2.3)为显式!计算公?式极大地方便—了,计,。算 《。 【。。 :图10 简化—升温计算《公式(6.2.3】)与:迭代升温《计算公式《(6.2.2—-1)的比》较 (图!中实线为简化—。公式计算《结果虚线为》迭代公式《计算结果) 【