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。 : :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】7,8.1所《采用的升《。温曲线该《曲线和国际标—。准IS0 》834-119【99: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EC—3 EN 1—993-《1-2、英国—规范BS 5—950: 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(Perform!anc?e-Bas》e,。d 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: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t】e — , ,   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′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!(m:in) 】 ?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ANSI/【AISC 360】-10S《p,ecif《i,ca:ti:on: for Str】。。u,ctura》l, St?eel B》uildi》ngs?(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>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1:1 《 》 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.—05m2·℃/W ! 》 续表1!。3 【 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】.2:m2·℃/》W 【 》 续表1《5 【 ? ,。 , 表16 》 标准火灾》下轻质防火保护【钢构件的升温(℃】)等效热阻0.【3m:2,·℃/W 【 : 《 续表》16 【 《 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.【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?.5m?2·:℃/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7—00℃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》) ?