3 钢结构、组合结构


3.1 建筑耐火等级及耐火极限
3.1.1 本章节中组合结构主要指外露式钢构件组合结构(如钢管混凝土柱、压型钢板组合楼板、钢与混凝土组合梁等)。
3.1.2 钢结构构件中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,网架、网壳、桁架、屋面梁等为屋顶承重构件,屋盖支撑和系杆的设计耐火极限应与屋顶承重构件相同。屋面檩条一般不当作屋顶承重构件,但当檩条同时起屋盖结构系统的支撑作用时,应当做屋顶承重构件。
3.1.3 钢结构构件的耐火极限经验算低于设计耐火极限时,应采取防火保护措施,如采用防火涂料进行防护,防火涂料的厚度除了满足耐火验算的结果外,尚应满足3.3.2条文第2款表格中所列最小厚度要求。
3.1.4 钢结构节点的防火保护应与被连接构件中防火保护要求最高者相同。

3.2 钢结构、组合结构耐火验算与防火保护设计
3.2.1 钢结构、组合结构应按结构耐火承载力极限状态进行耐火验算及防火设计,并应提供耐火验算计算书。
3.2.2 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验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验算的防火设计方法。
    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。
3.2.3 组合结构(钢管混凝土柱、压型钢板组合楼板、钢与混凝土组合梁等)应根据《建筑钢结构防火技术规范》GB51249相应条文进行构件的耐火验算与防火保护设计。
3.2.4 耐火验算的结构抗火重要性系数,耐火等级为一级时取值1.1,其它取值1.0。
3.2.5 结构的防火设计可按各种构件分别进行。进行结构构件耐火验算时,可仅考虑该构件受火升温,受火构件在外荷载作用下的内力,可采用常温下相同荷载所产生的内力。
3.2.6 结构耐火验算时所依据的防火保护措施﹑材料性能参数等应与设计说明中所要求的相一致。
3.2.7 钢结构构件进行防火设计应按下列步骤进行:
    1 确定防火被覆厚度;
    2 计算构件在耐火时间内的内部温度;
    3 计算构件在外荷载和受火温度作用下的内力;
    4 进行构件荷载效应组合;
    5 根据构件和受载的类型,按规范相关条文进行构件抗火验算;
    6 当设定的防火被覆厚度不适合时(过小或过大),调整防火被覆厚度,重复本条第1款至第5款的步骤。

3.3 钢结构、组合结构防火保护措施与构造
3.3.1 钢结构的防火保护可采用下列措施之一或其中几种的复(组)合,同时应符合适用条件。
    1 喷涂(抹涂)防火涂料:室内隐蔽构件,宜选用非膨胀型防火涂料;设计耐火极限大于1.5h 的构件,不宜选用膨胀型防火涂料;室外、半室外钢结构采用膨胀型防火涂料时,应选用符合环境对其性能要求的产品;膨胀型防火涂料涂层的厚度不应小于1.5mm,非膨胀型防火涂料涂层的厚度不应小于15mm;防火涂料与防腐涂料应相容、匹配。
    2 包覆防火板:防火板应为不燃材料,且受火时不应出现炸裂和穿透裂缝等现象;防火板的包覆应根据构件形状和所处部位进行构造设计,并应采取确保安装牢固稳定的措施;固定防火板的龙骨及黏结剂应为不燃材料。龙骨应便于与构件及防火板连接,黏结剂在高温下应能保持一定的强度,并应保证防火板的包覆完整。
    3 包覆柔性毡状隔热材料:不应用于易受潮或受水的钢结构;在自重作用下,毡状材料不应发生压缩不均的现象。
    4 外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体:当采用外包混凝土时,混凝土的强度等级不宜低于 C20;当采用外包金属网抹砂浆时,砂浆的强度等级不宜低于 M5,金属丝网的网格不宜大于20mm,丝径不宜小于0.6mm,砂浆的最小厚度不宜小于25mm;当采用砌筑砌体时,砌块的强度等级不宜低于 MU10。
3.3.2 薄涂型钢结构涂料通常为膨胀型防火涂料,厚涂型钢结构涂料通常为非膨胀型防火涂料,钢结构防火涂料的涂层厚度,可按下列原则之一确定:
    1 按照有关规范对钢结构不同构件耐火极限的要求,根据标准耐火试验数据选定相应的涂层厚度。
    2 如无标准耐火试验数据,可参照下表确定涂层的厚度。
薄涂型钢结构防火涂料的耐火极限与对应涂层厚度
薄涂型钢结构防火涂料的耐火极限与对应涂层厚度

厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限与对应涂层厚度
厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限与对应涂层厚度
3.3.3 钢管混凝土柱应在每个楼层设置直径为20mm的排气孔。排气孔宜在柱与楼板相交位置的上、下方100mm处各设置1个,并应沿柱身反对称布置。当楼层高度大于6m时,应增设排气孔,且排气孔沿柱高度方向间距不宜大于6m。
3.3.4 压型钢板组合楼板中的压型钢板应根据其实际作用,采取相应的防火措施。
    1 当压型钢板组合楼板中的压型钢板仅用作混凝土楼板的永久性模板,不充当板底受拉钢筋参与结构受力时,压型钢板可不进行防火保护。
    2 当压型钢板组合楼板中的压型钢板除用作混凝土楼板的永久性模板外,还充当板底受拉钢筋参与结构受力时,组合楼板应进行耐火验算与防火设计,当组合楼板不满足耐火要求时,应对组合楼板进行防火保护,或者在组合楼板内增配足够的钢筋、将压型钢板改为只作模板使用。其中,组合楼板的防火保护应根据组合楼板耐火试验结果确定。
3.3.5 门式刚架轻型房屋钢结构防火保护层设计使用年限不应低于5年;使用中难以维护的钢结构构件,防护层设计使用年限不应低于10年。
3.3.6 采用外包式(如板材外包、混凝土外包等)防火构造时,钢结构构件应进行除锈,板材外包应进行底漆和面漆涂装防护,混凝土外包不应涂装防锈漆。
3.3.7 对于直接承受振动作用的钢结构构件,采用防火厚型涂层或外包构造时,应采取构造补强措施。

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