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大空间钢结构的防火设计步骤和计算方法

-钢结构防火设计步骤

1、主要设计方法

(1)

钢结构构件的耐火验算和防火设计，可采用耐火极限法、承载力法

或临界温度法。

GB51249-2017

【相关说明】此条根据建筑钢结构防火技术规范第

3.2.6条。耐火极限法是通过比较构件的实际耐火极限和设计耐火极

限，来判定构件的耐火性能是否符合要求,并确定其防火保护。

承载力法或临界温度法采用直接验算构件在设计耐火极限时间内是否

满足耐火承载力极限状态要求。火灾下随着构件温度的升高，材料强

度下降，构件承载力也将下降；当构件承载力降至最不利组合效应

时，构件达到耐火承载力极限状态。构件从受火到达到耐火承载力极

限状态的时间即为构件的耐火极限；构件达到其耐火承载力极限状态

时的温度即为构件的临界温度。

(2)

钢结构的防火设计应根据结构的重要性、结构类型和荷载特征等选

用基于整体结构耐火睑算或基于构件耐火验算的防火设计方法，并应

符合下列规定：

1跨度不小于60m的大跨度钢结构，宜采用基于整体结构耐火睑算

的防火设计方法；

2预应力钢结构和跨度不小于120m的大跨度建筑中的钢结构，应采

用基于整体结构耐火验算的防火设计方法。

2、主要计算流程

(1)

确定耐火等级、构件耐火时限、构件防火涂料类型。

【相关说明】此条根据钢防火第3.1.1条钢结构构件的设计耐火极限应

GB50016

根据建筑的耐火等级，按现行国家标准《建筑设计防火规范》

的规定确定。柱间支撑的设计耐火极限应与柱相同，楼盖支撑的设计耐

火极限应与梁相同，屋盖支撑和系杆的设计耐火极限应与屋顶承重构件

相同。

(1)

第一类樵条,橡条仅对屋面板起支承作用。此类橡条破坏，仅影响局

部屋面板，对屋盖结构整体受力性能影响很小，即使在火灾中出现破坏，

也不会造成结构整体失效。因此，不应视为屋盖主要结构体系的一个组

成部分。对于这类檀条，其耐火极限可不作要求。

(2)，

第二类檀条，檀条除支承屋面板外，还兼作纵向系杆对主结构(如

屋架)起到侧向支撑作用；或者作为横向水平支撑开间的腹杆。此类樵

条破坏可能导致主体结构失去整体稳定性，造成整体倾覆。因此，此类

檀条应视为屋盖主要结构体系的一个组成部分，其设计耐火极限应按表

1对〃屋盖支撑、系杆〃的要求取值。

(2)Fi/v

计算截面防火形状参数

【相关说明】此条根据钢防火第622条说明及条文说明

Fi一有防火保护钢构件单位长度的受火表面积（m2）;对于外边缘型

防火保护，取单位长度钢构件的防火保护材料内表面积；对于非外边缘

型防火保护，取沿单位长度钢构件所测得的可能的矩形包装的最小内表

面积；

V——单位长度钢构件的体积（（m3）。

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U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。

（3），

确定构件所处环境的室内火灾升温曲线对构件进行有防护构

件的升温计算（或无防护构件升温计算，用于临界温度法）

【相关说明】①火灾曲线：此条根据钢防火第6.1.1条确定，注意区