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1、 建筑钢结构防火技术规范 Code for Fire safety of Steel Building Structures 1 1 总 则 1.0.1 为防止和减小建筑钢结构的火灾危害，保护人身和财产安全，经济、合理地进行钢结构抗火设计和采取防火保护措施，制定本规范。1.0.21.0.3 本规范适用于新建、扩建和改建的建筑钢结构和组合结构的抗火设计和防火保护。 本规范是以火灾高温下钢结构的承载力极限状态为基础，根据概率极限状态设计法的原则制定的。1.0.4 建筑钢结构的抗火设计与防火保护，除应符合本规范的规定外，尚应符合我国现行有关标准的规定。 2 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1
2、 火灾荷载密度 fire load density单位楼面面积上可燃物的燃烧热值，单位为MJ/m2。2.1.2 标准火灾升温 standard fire temperature-time curve国际标准ISO834给出的用于进行建筑构件耐火试验的炉equivalent time of fire exposure在非标准火灾升温条件下，火灾在时间tlimit state for fire resistance在火灾条件下，构件或结构的承载力与外加作用（包括荷载和温度作用）产生的组合效应相等时的状态。2.1.5 临界温度 critical temperature假设火灾效应沿构件的长度和截面均
3、匀分布，当构件达到抗火承载力极限状态时构件截面上的温度。2.1.6 荷载比 load level, load ratio火灾下构件的承载力与常温下相应的承载力的比值。2.1.7件。2.1.8 组合构件 composite component 钢管混凝土构件 concrete-filled steel tube 在圆形或矩形钢管load bearing roof component用于承受屋面荷载的主要结构构件。例如，组成屋顶网架、网壳、桁架的构件和屋面梁、支撑等。屋面檩条一般不当作屋盖承重构件，但当檩条同时起屋盖结构系统的支撑作用时，则应当作屋盖承重构件。2.1.10自动喷水灭火系统全保护 t
4、otal sprinkler system 建筑物内除面积小于5m2的卫生间外，均设有自动喷水灭火系统的保护。3 2.2 符 号 A 构件的毛截面面积；Af 一个翼缘的截面面积；Aw 梁腹板的截面面积；B 构件单位长度综合传热系数； Bn 与梁端部约束情况有关的常数；cs 钢材的比热容；ci 防火保护层的比热容；di 保护层的厚度；E 常温下钢材的弹性模量； ET 高温下钢材的弹性模量； f 常温下钢材的设计强度； fy 常温下钢材的屈服强度； fyT 高温下钢材的屈服强度； fc 常温下混凝土的抗压强度； fcT 高温下混凝土的抗压强度； F 单位长度构件的受火表面积； Fi 单位长度构件保
5、护层的内表面积； h 构件的截面高度或楼板厚度； hw 梁腹板的高度；hd 压型钢板截面高度；I 构件截面惯性矩；kr 火灾下钢管混凝土柱承载力影响系数； l 构件的长度、跨度；l0 构件的计算长度；Mfi 受火构件按等效作用力分析得到的杆端弯矩； Mp 塑性弯矩；MT 受火构件的杆端温度弯矩； Mx、My 构件的最大弯矩设计值；N 构件的轴力设计值；、NEXT 高温下构件的承载力参数； NEXTNf 受火构件按等效作用力分析得到的轴力； NT 受火构件的轴向温度内力； P 保护层中的含水率（质量百分比）； q 梁（板）所受的均布荷载或等效均布荷载；4qr 考虑薄膜效应后楼板的极限承载力； Q
6、ki 楼面或屋面活荷载的标准值； 、Ry 荷载比； R、R、RxRd 高温下结构或构件的设计承载力； S 结构或构件的荷载效应组合； Sm 高温下结构或构件内的作用效应组合； t 受火时间或耐火时间； t 构件温度达到100所需的时间； td 结构或构件的耐火时间； te 等效曝火时间； tm 结构或构件的耐火极限； tv 延迟时间； tw 梁腹板的厚度； T0 受火前钢构件的内部温度； T1、T2 受火构件两侧或上、下翼缘的温度；Td 结构或构件的临界温度； Tg 实际的室内火灾升温； Tg(0) 火灾发生前的室内平均空气温度； Tg 对应t时刻的室内平均空气温度； Ts 钢构件温度； Tm
7、 在耐火极限时间内结构或构件的最高温度； V 单位长度构件的体积； Wp 构件的截面塑性模量； Wx、Wy 构件绕x轴和绕y轴的毛截面模量；as 钢材的热膨胀系数； bm、bt 等效弯矩系数；g0 结构抗火重要性系数； gR 钢构件的抗力分项系数，抗火设计中钢材强度调整系数；gx、gy 截面塑性发展系数；cT 高温下钢材弹性模量折减系数；hT 高温下钢材强度折减系数；us 钢材的泊松比； l 构件的长细比； li 保护材料的热传导系数；ls 钢材的热传导系数；ri 保护层的密度；5rs 钢材的密度；sc 对流传热系数；sr 辐射传热系数；j 常温下轴心受压构件的稳定系数； jb 常温下钢梁的整
8、体稳定系数； 高温下钢梁的整体稳定系数； jbTDt 时间增量；DT 构件或结构的温度变化； 6 3 钢结构防火要求3.0.1单、多层建筑和高层建筑中的各类钢构件、组合构件等的耐火极限不应低于表3.0.1和本章的相关规定。当低于规定的要求时，应采取外包覆不燃烧体或其他防火隔热的措施。表3.0.1 单、多层和高层建筑构件的耐火极限注：对造纸车间，变压器装配车间、大型机械装配车间、卷烟生产车间、印刷车间等及类似的车间，当建筑耐火等级较高时，吊车梁体系的耐火极限不应低于表中梁的耐火极限要求。3.0.2 钢结构公共建筑和用于丙类和丙类以上生产、仓储的钢结构建筑中，宜设置自动喷水灭火系统全保护。 3.0
9、.3 措施。 3.0.4丁、戊类厂、库房（使用甲、乙、丙类液体或可燃气体的部位除外）中的构件，可当单层丙类厂房中设有自动喷水灭火系统全保护时，各类构件可不再采取防火保护不采取防火保护措施。 3.0.5当单、多层一般公共建筑和居住建筑中设有自动喷水灭火系统全保护时，各类构件的耐火极限可按表3.0.1中相应的规定降低0.5h。 3.0.6单、多层一般公共建筑和甲、乙、丙类厂、库房的屋盖承重构件，当设有自动喷水灭火系统全保护，且屋盖承重构件离地（楼）面的高度不小于6m时，该屋盖承重构件可不采取其他防火保护措施。 3.0.7除甲、乙、丙类库房外的厂、库房，建筑中设有自动喷水灭火系统全保护时，其柱、梁的
10、耐火极限可按表3.0.1的相应的规定降低0.5h。 3.0.8当空心承重钢构件中灌注防冻、防腐并能循环的溶液，且建筑中设有自动喷水灭火7系统全保护时，其承重结构可不再采取其它防火保护措施。3.0.9 当多、高层建筑中设有自动喷水灭火系统全保护（包括封闭楼梯间、防烟楼梯间），且高层建筑的防烟楼梯间及其前室设有正压送风系统时，楼梯间中的钢结构可不采取其它防火保护措施；当多层建筑中的敞开楼梯、敞开楼梯间采用钢结构时，应采取有效的防火保护措施。3.0.10 对于多功能、大跨度、大空间的建筑，可采用有科学依据的性能化设计方法，模拟实际火灾升温，分析结构的抗火性能，采取合理、有效的防火保护措施，保证结构的
11、抗火安全。 8 4 材料特性 4.1 钢 材4.1.1在高温下，钢材的有关物理参数应按表4.1.1采用。表4.1.1 高温下钢材的物理参数4.1.2 在高温下，普通钢材的弹性模量应按下式计算：ET=cTE (4.1.2-1) 7Ts-47806T-4760scT=1000-Ts6T-2800s20CTs600C 600CTs1000C (4.1.2-2)式中 4.1.3温度（）； TsET 温度为Ts时钢材的初始弹性模量（N/mm2）；E 常温下钢材的弹性模量（N/mm2），按现行钢结构设计规范（GB 50017）确定；高温下钢材的弹性模量折减系数。 cT在高温下，普通钢材的屈服强度应按下式计
12、算：fyT=hTfy (4.1.3-1) fy=gRf(4.1.3-2)91.0-83-521.2410Ts-2.09610TshT=-3+9.22810Ts-0.21680.5-Ts/200020CTs300C300CTs800C800CTs1000C(4.1.3-3)式中 4.1.4温度为Ts时钢材的屈服强度（N/mm2）； fyT常温下钢材的屈服强度（N/mm2）； fyf 常温下钢材的强度设计值（N/mm2），按现行钢结构设计规范（GB 50017）确定；钢构件抗力分项系数，近似取gR=1.1； gR高温下钢材强度折减系数。 hT在高温下，耐火钢的弹性模量和屈服强度可分别按式(4.1.
13、2-1)和式(4.1.3-1)确定。其中，弹性模量折减系数cT和屈服强度折减系数hT应分别按式（4.1.5-1）和（4.1.5-2）确定。Ts-201-25207(Ts-650)cT=0.75-25000.5-0.0005Ts20CTs650C650CTs900C 900CTs1000C(4.1.5-1)6(Ts-768)5(T-918)shT=1000-Ts8(T-600)s20CTs0.6 (7.2.4-2)式中M 火灾时构件的最大弯矩设计值；W 按受压纤维确定的构件毛截面模量； 高温下受弯钢构件的稳定系数； jbT，按现行国家标准钢结构jb 常温下受弯钢构件的稳定系数（基于弹性阶段）设计
14、规范（GB 50017）有关规定计算，但当所计算的jb0.6时，jb不作修正； ab 高温下受弯钢构件的稳定验算参数，按表7.2.4-1、表7.2.4-2确定。表7.2.4-1 高温下受弯普通结构钢构件的稳定验算参数ab表7.2.4-2 高温下受弯耐火钢构件的稳定验算参数ab7.2.5高温下，拉弯或压弯钢构件的强度，应按下式验算：MyMxNhTgRf AngxWnxgyWny (7.2.5)式中N 火灾时构件的轴力设计值；Mx、My 火灾时最不利截面处的弯矩设计值，分别对应于强轴x轴和弱轴y轴；An 最不利截面的净截面面积；Wnx、Wny 分别为对强轴x轴和弱轴y轴的净截面模量；对于工字型截面
15、gx、gy 分别为绕强轴弯曲和绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数，gx=1.05、gy=1.2，对于箱形截面gx=gy=1.05，对于圆钢管截面gx=gy=1.15。247.2.6 高温下，压弯钢构件的稳定性应按下式验算：1 绕强轴x轴弯曲：NjxTA+bmxMxgxWx(1-0.8N/NExT)+hbtyMyjbyTWyhTgRf(7.2.6-1)NExT=p2ETA/(1.1l2x)2 绕弱轴y轴弯曲：NjyTA+hbmyMybtxMx+hTgRf jbxTWxgyWy(1-0.8N/NEyT)(7.2.6-2)NEyT=p2ETA/(1.1l2y)式中 N 火灾时构件的轴向压力设计值； Mx、
16、My 分别为火灾时所计算构件段范围钢框架梁、柱的抗火承载力验算 7.3.1 火灾时，按图7.3.1所示钢框架柱承载力极限状态，应按下式验算其高温承载力：N0.7hTgRf jTA(7.3.1)25式中N 火灾时框架柱所受的轴力设计值，应考虑温度 (7.3.2-1) MpT=WphTgRf (7.3.2-2)Bn2ql 8(7.3.2-3)Mq=式中 Mq 梁上荷载产生的最大弯矩设计值，不考虑温度内力；当梁承受的荷载为非均布荷载时，可按简支梁跨间最大弯矩等效的原则，将其等效为均布荷载；q 火灾时梁承受的均布荷载设计值；l 梁的跨度； 267.4 基本钢构件的临界温度7.4.1轴心受拉钢构件根据其
17、截面强度荷载比R，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2确定构件的临NAnf界温度Td。其中，R按下式计算：R= (7.4.1)式中N 火灾时构件的轴向拉力设计值；An 构件的净截面面积； f 常温下钢材的强度设计值。表7.4.1-1 普通结构钢构件根据截面强度荷载比R确定的临界温度Td（）表7.4.1-2 耐火钢构件根据截面强度荷载比R确定的临界温度Td（）7.4.2轴心受压钢构件的临界温度Td应取以下两个临界温度Td、Td中的较小者：1 临界温度Td根据截面强度荷载比R，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2确定Td。其中，R可按下式计算：R=NAnf (7.4.2-1)式中，N 火灾时构
18、件所受的轴压力；2 临界温度Td：根据构件稳定荷载比R和构件长细比l，可按表7.4.2-1、表7.4.2-2确定Td。其中，R可按下式计算R=NjAf (7.4.2-2)式中A 构件的毛截面面积；j常温下轴心受压构件的稳定系数。表7.4.2-1 轴心受压普通结构钢构件根据构件稳定荷载比R确定的临界温度Td（）27表7.4.2-2 轴心受压耐火钢构件根据构件稳定荷载比R确定的临界温度Td（）7.4.3单轴受弯钢构件的临界温度Td应取以下两个临界温度Td、Td中的较小者：1 临界温度Td根据截面强度荷载比R，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2确定Td。其中，R可按下式计算：R=MgWnf (7
19、.4.3-1)式中M 火灾时最不利截面处的弯矩设计值；Wn 最不利截面的净截面模量；g 截面塑性发展系数。2 临界温度Td根据构件稳定荷载比R和常温下受弯构件的稳定系数jb，可按表7.4.3-1、表7.4.3-2确定Td。其中，R可按下式计算：R=MjbWf (7.4.3-2) 式中jbjb=0.2821.07-1.0jb(7.4.3-3)jb0.6jb0.6 M 火灾时构件处的最大弯矩设计值；W 构件的毛截面模量； 常温下受弯构件的稳定系数； jb（基于弹性受力阶段），根据现行国家标准钢jb 常温下受弯钢构件的稳定系数结构设计规范（GB 50017）的有关规定计算。表7.4.3-1 受弯普通
20、结构钢构件根据构件稳定荷载比R确定的临界温度Td（） 28表7.4.3-2 受弯普通耐火钢构件根据构件稳定荷载比R确定的临界温度Td（）7.4.4 拉弯钢构件根据其截面强度荷载比R，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2确定构件的临界温度Td，其中R按下式计算R=式中 7.4.5NMyMxAgWgWxnxynyn(7.4.4)1f N 火灾时构件的轴向拉力设计值；Mx、My 火灾时最不利截面处的弯矩，分别对应于强轴x轴和弱轴y轴；An 最不利截面的净截面面积；Wnx、Wny 分别为对强轴x轴和弱轴y轴的净截面模量；gx、gy 分别为绕强轴弯曲和绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数。压弯钢构件的临界温度
21、Td应取下列以下三个临界温度Td、Tdx、Tdy中的较小者：1 临界温度Td根据截面强度荷载比R，可按表7.4.1-1、表7.4.1-2确定Td。其中，R按下式计算R=1fNMyMx AgWgWxnxynyn (7.4.5-1)式中N 火灾时构件的轴向压力设计值；Mx、My 火灾时最不利截面处的弯矩，分别对应于强轴x轴和弱轴y轴；An 最不利截面的净截面面积；Wnx、Wny 分别为对强轴x轴和弱轴y轴的净截面模量；gx、gy 分别为绕强轴弯曲和绕弱轴弯曲的截面塑性发展系数。2 临界温度Tdx29根据绕强轴x轴弯曲的构件稳定荷载比Rx和长细比lx、参数e1、参数e2，可按表7.4.5-1、表7.
22、4.5-2确定Tdx。其中，Rx和e1、e2可分别按下式计算1R=fxNbtyMybmxMx+h jAgW(1-0.8N/N)jWxxExbyyx (7.4.5-2)e1=bmxMxgxWx(1-0.8N/NEx)jxAN(7.4.5-3)e2=hbtyMyjxA NjbyWy(7.4.5-4)2NEx=p2EA/(1.1l21.1l2x)，NEy=pEA/(y)式中 N 火灾时构件的轴向压力设计值； Mx、My 分别为火灾时所计算构件段范围jx、jy 常温下轴心受压构件的稳定系数，分别对应于强轴失稳和弱轴失稳；分别对应于强轴失稳和弱轴失、jby 常温下均匀弯曲受弯构件的稳定系数，jbx稳，按式(7.4.3-3)计算； 对于工字型截gx、gy 分别
