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 9?978.《1所采?用的升?温曲线该曲线和国际!标准IS0 834!-1199》。9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(H?C)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(H《。C)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 《1993-1-【2、英国规范BS】 59?5,0:: 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(Per!formanc【e-B?as:ed De》sign 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《8m~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,1min《按下式确定等效曝】。火时间 【 式!中Tgi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(min); !  —   ?  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1:0,。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AN】SI/AISC【 36?0-1?0Specif【ication 】for S》truct》ur:al Stee【l, Bui《。l,din?g,s(20《。10)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<1】0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30?s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11 》 ,。 ,。 , : 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0.01!m2·℃/W— : 》 》续表12 】 :。 《 续表12 ! ? , , ?。。 表13  —标,准火灾下轻质防【。火保护钢构件的升】温(℃)《等效热阻0.0【5m2·℃/—W,。 《。 — 续表13 【 —。 》续表13 】 》 表《1,。4  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1!4 ! 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1《6 — — 表17  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) ? ,