钢结构的抗火设计

　　防火安全钢结构的抗火设计霍月平（山东省聊城市公安消防支队）钢虽为非燃烧材料，但不耐火，在火灾高温下，结构钢的强度和刚度都将迅速降低，故无防火保护的钢构件在火灾中很容易破坏。可见钢结构的防火保护与其他结构相比更为重要。

　　从以前发生的钢结构建筑火灾案例可以发现两类现象，一类为有防火保护的钢结构在火灾中没有达到预期的耐火时间而破坏，另一类为有防火保护的钢结构在超过预期的耐火时间的火灾中没有破坏。经分析造成这两类现象虽有实际火灾升温与标准火灾升温不一致的原因，但另一个重要原因是，由试验确定的构件耐火时间，不能完全代表构件在结构中的耐火时间，从而造成不安全或保守使材料浪费的后果。因此通过计算进行钢结构的抗火设计意义非常显著。

　　1.钢结构抗火设计的目标和要求钢结构的抗火的目标就是使结构的实际耐火时间大于或等于规定的耐火极限。因此，对于钢结构，无论是构件还是整体结构的抗火设计，均应满足下列要求之一：（1）在规定的结构耐火时间内，结构的承载力应不小于各种作用所产生的组合效应；（2）在各种荷载效应组合下，结构的耐火时间应不小于规定的结构耐火极限；（3）火灾下，当结构内部温度均匀时，结构达到承载力的临界温度应不小于在耐火极限时间内结构的*高温度。

　　基于现代钢结构抗火设计方法是以高温下构件的承载力极限状态为耐火极限判断，考虑了温度内力的影响，可以免除基于试验的钢结构抗火设计方法所存在的问题，目前已被各国普遍接受并在设计规范中采纳。在我国**部钢结构抗火设计标准（1）采用确定的防火措施，设定一定的被覆厚度。

　　（2）计算构件在确定的防火措施和耐火极限条件下的内部温度。

　　（3）采用确定高温下的钢的材料参数，计算结构中的该构件在外荷载和温度作用下的内力。

　　（4）进行荷载效应组合Gt永久荷载标准值；Ot楼面或屋面活载（不包括屋面雪载）标准值；风载标准值；AT构件或结构的温度变化（：考虑温度影响）；永久荷载分项系数，取1. 7g，楼面或屋面活载分项系数，取0. >风载分项系数，取0或0.3，选不利情况；7f温度效应分项系数，取1.屋面荷载、风载和温度影响的效应系数。

　　（5）根据构件和受载的类型，进行构件耐火承载力极限状态验算。验算公式为：5.顶升接篼完毕后必须由专塔式起重机上部必须保持平衡；过程中，禁止回转吊臂；4.严格贯彻顶升的操作规程，顶升接高完毕后，必须从上到下将所有的连接螺栓按设计扭矩重新紧固一遍；职质检人员进行全面安全技术检，经认可合格后方可交付使用。（本文收稿：2003*06*07）对于轴心受压钢构件A柱子的毛截面积；9T高温下轴心受压构件的稳定系数：= a系数，根据构件的长细比和温度按表1确定：（P常温下对应长细比和截面类型的受压柱的稳定系数，根据现行钢结构设计规范有关规定确定；fyT高温下钢的屈服强度，与钢的设计强度有如下关系：f，T高温下钢的设计强度，根据常温下钢的设计强度由下式计算确定对于受弯构件W梁的截面抵抗矩；CpbT高温下钢梁的整体稳定系数；整体稳定系数，根据现行钢结构设计规范有关规定确定。

　　fyT、f，分别为常温和高温下钢的屈服强度。

　　对于偏心受压构件平面内：平面外：力和*大弯矩；计规范有关规定确定；*-分别为高温下弯矩作用平面内及平面外轴压构件整体稳定系数；高温下均匀受压构件整体稳定系数；fr高温下柱的强度设计值；Next高温下弯矩作用平面内欧拉临界力；K弯矩作用平面内柱长细比；Et高温下钢材弹性模量。

　　（6）当设定的防火被覆厚度不合适时，可调整防火被覆厚度，重复上述计算。

　　a系数，按下式确定T T，钢梁的平均温度；