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 99】。78：.1所？采用的升温曲线该曲！线和国际标准IS】0 834-11】999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《993-1-2、英！国规范BS —5950: Pa】rt 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（Perfor】man？ce-Bas—ed Desig】。n Me《thod）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—8，m，～20m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，（，mi：n）：的热烟？。。气平均温度（℃）】；   ！    T′g【J实际火灾升温曲】线中：j时刻（mi—n）的？热烟气平《均温度（℃》）； 《 ， ？    《  t′实际火【。。灾作用时《间（min）； 】   【    《te等？效曝火时间（mi】n） ！ 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ε【r取自美国标准【ANS？I/AIS》。C 360-10】Sp：ecificati！on for— S：tructu—。ra：l Stee—l Bui》ldings（【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10 标准火灾！下无防火保护钢构】件的温度（℃）【 《 ？ 续—表10？。 ！ 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＞300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30s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11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1？1， 【 注表【中A为构《件截面？面，积 —。 表12 》 标准火灾下轻质】。防火保护钢构件的】升温：(，。℃)等效热》。阻0.01m—。。2·℃／W ！ ？ 续表【12 ！。 ？ 续表1》2 ！ 表13 】 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？。0.1m《2·℃／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0.2m2·！℃／W 【 — 续表《15：。 《 】表16  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【16 — ， 续】表16 【 ， ， 表1】7  标准火灾下】轻质防火保护钢【构，件的升温(℃)等效！热阻0.4m2·】℃／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】700℃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） 】 ，