CECS200-2006 建筑钢结构防火技术规程.pdf

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标准编号:CECS200-2006
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标准类别:建筑工业标准
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CECS200-2006 标准规范下载简介

CECS200-2006 建筑钢结构防火技术规程.pdf

式中A一一可能的火源面积(m²); Q单位面积热释放率,可按建筑类型由表14确定

Q一单位面积热释放率,可按建筑类型由表 14确定

表14单位面积热放率

(1)保护材料外表面的温度等于构件周围空气的温度:(2)由外部 传人的热量全部消耗于提高构件和保护材料的温度,不计其他热 摄失;3)钢构件截面温度均匀分布CJJ/T291-2019标准下载,保护层厚度内温度线性分布。 由传热学有:在微小时间增量At内,通过保护材料传人构件 单位长度内的总热量为:

在△t内,构件环境温度上升为△T,单位长度构件吸热为:

在△t内,构件环境温度上升为△T。,单位长度构件

6.3.2裸露钢构件的温度计算应表

R= CdF d V 1+: +a Zc.e.V A

.3,3该公式是根据第6.3.1条规定的方法计算出的结果拟 得到的。

6.3.3该公式是根据第6.3.1条规定的方法计算出的

6.3.5由于高溢下水分蒸发吸热,含水的防火保护层会延退火灾 下钢构件的升温,见图3。防火保护层内含水率的大小与保护层 材料的特性、环境湿度等因素有关,表15为部分防火隔热材料的 平衡含水率,供设计人员在缺乏具体数据时参考。

图3火灾下有湿性保护层钢构件升温的延迟时间

表15部分防火鼠热材料的平街

下的结构分析方法和常温下的结构分析方法相同,只是高温分析 中必须考愿材料本构关系的不断改变。 由于火灾一般只发生并局限于建筑物的爆部,送此起可做采 用子结构分析模型计算火灾下局部结构的内力和变形。子结构包 括火灾区域结构部分并适当延伸,其边界条件(包括边界上的作用 力)由常温下的结构分析得出并假定在火燃烧过程中保持不变。 进行构件抗火设计时,构件上的内力可由火灾下整体结构分 析方法或子结构分析方法得到。 6.4.4当不进行火灾下整体结构分析或子结构分析时,火灾区域

括火灾区域结构部分并适当延伸,其边界条件(包括边界上的作用 力)由常温下的结构分析得出并假定在火燃烧过程中保持不变。 进行构件抗火设计时,构件上的内力可由火灾下整体结构分 析方法或子结构分析方法得到。 6.4.4当不进行火灾下整体结构分析或子结构分析时,火灾区域 构件电外荷载产生的内力可以按照常温下结构分析的结果进行折 减(考虑受火构件弹性模量降低),拆减系数取0.9一般偏于保守。 非火灾区域构件的内力假定和常瘟下相同,

6.4.4当不进行火灾下整体结构分析或子结构分析时,火灾

6. 5作用效应组合

即得式(7.1.2~2)。 当所选保护材料含有较大水分时,温度上升到100℃水分 发,吸收的热量大部分用于蒸发水分,而保护材料的温度基本不

7.2.1~7.2.6本规范中各种钢构件抗火验算公式的推导采用与 常温下现行钢结构规范中相应验算公式相同的原理,但在材料强 度弹性模量和稳定系数等方面考虑了温度的影响。给出的构件抗 火验算公式与常温下相应验算公式形成一致,便于设计人员掌握 与应用。具体推导过程可以参考李国强等的论著:“高温下轴心受 压钢构件的极限承载力”(建筑结构,1993年第9期)、“钢梁抗火 计算与设计的实用方法”(工业建筑,1994年第7期)、“钢柱抗火 计算与设计的实用方法”(工业建筑,1995年第2期),《钢结构抗 火计算与设计》(中国建筑工业出版社,1999年)。 考虑到火灾为然作用,在进行钢构件抗火承载力验算时,可 采用屈服强度计算构件承载力。

钢框架梁柱的抗火承载力验!

7.3.1般框架柱受火时,相邻框架梁也会受影响而升温膨胀使 框架柱受弯。分析表明,框架柱很可能因框架梁的受火温度效应 相受誉服。为便于框架柱抗灭设计,可偏于保守地假设柱端屈 服(参见图7.3.1),而验算火灾下框架柱平面内和平面外整体稳 定。注意到柱两端屈服,且弯曲曲率相反,同时忽略框架柱另一方

平面外稳定 PyTA PhT

由于框架柱的长细比一般较小,而两端反方向弯矩条件下 和β的平均值约为0.23,加上考虑所忽略的框架柱另一方向弯矩 的影响,则式(2)、(3)左端的第二项可近似取为0.3%Tf,框架柱 的抗火验算可仅按式(7.3.1)进行。需注意,应分别针对框架柱的 两个主轴方向,按式(7.3.1)进行验算。 7.3.2框架梁上一般有楼板或其他支撑,可防止梁的整体失稳。 而且试验和理论研究均发现,对于两端有一定轴向约束的框架梁, 在火灾高温下,梁的轴力首先为压力,但随着梁挠曲变形的增大, 由于悬链线效应,梁中轴压力将逐渐减少,直至为零,再变为拉力。 随着轴向拉力的发展,梁仍然能再承受较高些的温度才会发生强 度破坏(见图4)。因此,框架梁抗火设计时,可偏于安全地取梁中 温度轴力为零时的状态进行抗火承载力验算。

4两端约束钢梁轴力随温度的变

4.1~7.4.5本节中各种受力构件的临界温度,均是按第7 相应构件的抗火承载力验算要求,根据构件达到承载力极限 时的温度即为临界温度的定义,通过数值计算确定的。

7.5.1、7.5.2本节中钢框架梁、柱的临界温度,是按第7.3节相 应构件的抗火承载力验算要求,根据临界温度的定义,通过数值计 算确定的。

对于矩形截面钢管混凝土柱:

对于圆形截面钢管混凝土柱,0二7、2;对子矩形截面钢管混 凝土柱,=10t。 式(4)~~~(7)中,LR为考虑火灾荷载比(n)响的系数,k,为火 灾下构件承载力影响系数,参见式(8)和式(9),耐火极限t以h 计;截面周长C以mm计。公式(4)~(7)表明,当火灾荷载比小 于等于承载力彩响系数表,时,构件不需进行防火保护;当火灾荷 载比大于承载力影响系数,时,可按式(4)一(7)计算构件所需的 防火保护层厚度。 式(4)~(7)的适用范围是:荷载比R=0~0.95,Q235~Q420

tota

式(8)和(9)的适用范围是:Q235~Q420钢:C30~C90混凝 土;截面含钢率α,一0.04~0.20,荷载偏心率e/r一0~1.5;构件 长细比入=10~80:受火时间t≤3h。对于圆形截面钢管混凝土,截 通思长C=6283770mm.即外直径D=200~1200mm;对于矩形截 面钢管混凝土,截面高宽比B1~2,截面周长C=800~~4800mm。 只要给定钢管混凝土构件的横截面尺寸、长细比和受火时间, 即可利用式(8)或式(9)方便地计算出构件的承载力影响系数kr, 进利用下式确定火灾作用下构件的承载力:

N.(T)=k.N.

同样,对应一定的设计荷载,利用简化公式(8)或式(9)也可以 计算出构件承载力与该设计荷载相等时的火灾持续时间,该时间 即为钢管混凝土柱的耐火极限。 8.1.6当温度超过100℃时,核心混凝土中的自由水和结晶水会 产生蒸发现象。为了保证钢管和混凝土之间良好的共同工作以及 结构的安全性,应设置排气乳。

8.2压型钢板组合楼板

8.2.1、8.2.2压型钢板组合楼板是多、高层建筑钢结构中常用的 楼板形式。压型钢板在楼板中可起施工模板作用,同时还可起受 力作用。如压型钢板仅起模板作用,此时楼板如同钢筋混凝土楼 板,其防火问题一般无需专门考。但当压型钢板还同时起受力 作用时,由于火灾高温对压型钢板的承载力会有较大影响,则应对 这种压型钢板组合楼板进行专门的抗火设计计算。

8.2.3试验研究发现,压型钢板组合楼板在火灾下,当

图6英国Cardington火灾试验中压型 钢板楼板的大挠度变形

钢筋混凝土板内薄膜作用的大小与被的边界条件有很大关 系。如图7(a)所示,支承于梁柱格栅上的钢筋混凝土楼板,根据 高温下支承梁与混凝土板承载力的比值,在竖向均布荷载作用下 可能产生两种破坏模式。如果梁的承载力小于混凝土板的承载 力,在竖向荷载作用下梁内首先形成塑性铰图7(b),随着荷 载的增加,屈服线将贯穿整个楼板。在这种屈服机制下,混凝土 板内不会产生薄膜作用。 当高温下梁的承载力大于楼板的承载力时,则在竖向均布荷 载作用下,楼板首先服,而梁内不产生塑性铰。此时楼板的极限 承载力将取决于单个板块的性能,其屈服形式如图7(c)所示。若 楼板周边上的垂直支承变形一直很小,楼板在变形较大的情况下 就会产生薄膜作用。 因此,楼板产生薄膜效应的一个重要前提条件就是:火灾下楼 板周边有垂直支承支的变形一直很小。

图7楼板查曲破坏的形式

火灾下楼板在产生薄膜效应之前,接按屈服线理论发展,直到混 凝士开裂。随着温度进一步升高,在楼板弯矩最大的部位钢筋受 拉屈服。当温度继续增高时,混凝土开裂部分增多并逐渐贯通形 成屈服线(穿过该线的受拉钢筋已经屈服,故称屈服线)。图8为 均匀受荷楼板屈服线的形成过程。此时,根据经典的屈服线理论, 在板的屈服线处只考愿弯矩和剪力。 在温度作用下,板的热膨胀受到药束可产生受压薄膜力。但 当板挠度继续增大时,板有向中心移动的趋势,卿无论板块边缘是 否有水平约束,板块都会产生受拉薄膜力,见图8(d)、(e)。如果 板块的边缘上受到完全的水平约束,钢筋就会像受拉的网一样承 受所施加的竖问荷载,从而在板内形成薄膜作用。若无水平约束, 则板的周边上将形成受压环,从而在板块的中心区域产生受拉薄 膜作用。这与自行车车轮的辐条代表受拉薄膜作用和轮框代表受 压环相类似。所以,板在图8所示的屈服线平衡模式之后,随着板 中间(椭圆部分)挠度的增加,椭圆内的庙服线随着楼板裂缝的不 断增加而渐消失,到最后由手椭圆范围内大部分混凝土开裂以 及简温下混凝土材料性的下降,可以近似认为椭圆范围内的荷载 完全由板内钢筋承受,楼板通过受拉钢筋的悬链作用可继续承担 很大的荷载,见图8(f)。

b)屈服线进一步发展

【e】膜效应充分发展

[幕膜效应的极限状态

近年来出现的钢管混凝土新型构件,在火灾时,钢管的核心混 凝士具有吸收钢管表面热量的作用,核心混凝土体积越大,吸热越 多,钢管表面和核心混凝土中心温度愈低,因此,提高了钢管混凝 土在高温下的耐火极限,其防火保护层厚度比纯钢构件也大为减 少。 9.1.2本条所述确定防火保护方法的原则,是从经济、实用、安 全、合理考虑的。设计人员必须立足于保护有效的条件下,针对现 场的具体情况,考虑构件的具体承载形式、空间位置和环境因素, 选择施工简便、易于保证施工质量的方法。

9.1.3防火涂料根据膨胀性能分为两种,即彪胀型(薄涂型

非膨胀型防火涂料是以多孔绝热材料(如蛭石、珍珠岩、矿物 纤维等为骨料和粘结剂配制而成。由于导热系数小,热绝缘良 好、厚涂型防火涂料是以物理隔热方式阻止热量向钢基材传递。 其粘着性能好,防火隔热性能也有保证。由于非膨胀型(厚涂型) 防火涂料基本上用无机物构成,涂层的物理化学性能稳定,其使用 寿命长,已应用20余年尚未发现失效的情况,所以应优先选用。 但由于该类型涂料涂层厚,需要分层多次涂敷,而耳上一层涂料必 须待基层涂料干燥固化后涂数,所以施工作业要求较严格另外, 由于涂层表面外观差,所以适宜于隐蔽部位涂数,

膨胀型防火涂料是油粘接剂、催化剂、发泡剂、成碳剂和填料 等组成,涂层遐火后迅速膨胀,形成致密的蜂宽状碳质泡沫组成 热层。这类涂料在涂敷时厚度较薄,火灾高温条件下,涂料中添加 的有机物质会发生一系列物理化学反应而形成较厚的隔热层,但 是涂料中添加的有机物质,会随时间的延长而发生分解、降解、溶 出等不可逆反应,使涂料“老化”失效,出现粉化、脱落。但目前尚 无直接评价老化速度和寿命标准的量化指标,只能从涂料的综合 性能来判断其使用寿命的长短。不过有两点可以确定:一是非膨 胀型涂料的寿命比膨胀型涂料长;二是涂料所处的环境条件愈好, 其使用寿命愈长。所以本规范对膨胀型涂料的使用范围给予定 限制。 这里应指出,严禁将饰面型防火涂料当作上述两类涂料用于 钢构件的防火保护。饰面型防火涂料是用于涂敷木结构等可燃基 材的阻燃涂料。 为了提高涂料的耐火能力,现行国家标准《钢结构防火涂料》 GB14907并不排斥在涂层上包玻璃纤维布或铁丝网等方法,并把 它们作为涂层结构的一部分

出等不可逆反应,使涂料“老化”失效,出现粉化、脱落。但目前尚 无直接评价老化速度和寿命标准的量化指标,只能从涂料的综合 性能来判断其使用寿命的长短。不过有两点可以确定:一是非膨 胀型涂料的寿命比膨胀型涂料长;二是涂料所处的环境条件愈好, 其使用寿命愈长。所以本规范对膨胀型涂料的使用范围给予定 限制。 这里应指出,严禁将饰面型防火涂料当作上述两类涂料用于 钢构件的防火保护。饰面型防火涂料是用于涂敷木结构等可燃基 材的阻燃涂料。 为了提高涂料的耐火能力,现行国家标准《钢结构防火涂料》 GB14907并不排斥在涂层上包玻璃纤维布或铁丝网等方法,并把 它们作为涂层结构的一部分。 9.1.4防火板保护是钢结构防火保护技术的发展方向。由于防 火板保护对环境条件、钢基表面的要求不高,施工为干法作业,装 饰效果好,具有抗碰撞、耐冲击、耐磨损等优点,因而有较强的应用 优势,今后应用会愈来愈广。 具有其他性能的防火板,是指防火板除具有足够的耐火性能 和机强度外,还具有耐冲击、耐潮湿、隔音、吸音、装饰性、再装饰 性、防、耐腐等性能。 9.1.6采用柔性毡状隔热材料作为防火保护层来保护钢构件,提

它们作为涂层结构的一部分。 9.1.4防火板保护是钢结构防火保护技术的发展方向。由于防 火板保护对环境条件、钢基表面的要求不高,施工为干法作业,装 饰效果好,具有抗碰撞、耐冲击、耐磨损等优点,因而有较强的应用 优势,今后应用会愈来愈广。 具有其他性能的防火板,是指防火板除具有足够的耐火性能 和机强度外,还具有耐冲击、耐潮湿、隔音、吸音、装饰性、再装饰 性、防蛀、耐腐等性能。

9.1.6采用柔性毡状隔热材料作为防火保护层来保护钢构

涂数防火涂料保护,而又有装饰要求的场合。

本节列出了防火保护的构造。参考国内现行施工方法,示例 性规定了各种防火保护层的构造要求。 外包混凝土的防火保护构造,其混凝土可以是一般混凝土,也 可以是加气混凝土。为了防止在高温下混凝士爆裂,宜加构造钢 筋

本节列出了防火保护的构造。参考国内现行施工方法,示例 性规定了各种防火保护层的构造要求。 外包混凝土的防火保护构造,其混凝土可以是一般混凝土,也 可以是加气混凝土。为了防止在高温下混凝士爆裂,宜加构造钢

10.1.1钢结构防火保护材料的使用直接关系到结构构件的耐火 性能,关系到结构的防火安全。因此,钢结构防火保护材料必须选 用经过检验合格的产品:耳应注意检验报告的有效性。 10.1.4钢结构防火保护材料的施工,往往会根据钢结构工程的 进展分批分次进行,时间间隔往往不同。另外,若一项工程施工面 积较大,应划分为若于个批次进行,以确保同一施工单元采用同 批材料进行。若同一个区域(如一个防火区间),采用了不同批次 的材料,则亦按不同批次进行检验。 10.1.5因为防火材料的隔热性能很大程度上取决于材料的导热 系数,因此有必要对此值进行质量控制,以保证材料的基本性能符 合产品质量要求。但由于每批材料存在差异,因此给出了一个允 许范围。

DL/T 1970-2019 水轮发电机励磁系统配置导则2防火涂料保护工程质控制

10.2.1本条是对防火涂料施工环境提出的要求。若温度过低或 湿度过大,易出现结露或影响防火涂层于燥成膜。但若防火涂料 的产品说明书中提供了产品涂装的环境要求,则应参照产品说明 书中的要求进行。 10.2.2由于膨胀型防火涂料主要依赖于遇火膨胀的特性而达到 防火保护的目的,因此、膨胀型防火涂料的发泡是否正常在一定程

10.2.2由于膨胀型防火涂料主要依赖于遇火膨胀的特性而达到 防火保护的目的,因此,膨胀型防火涂料的发泡是否正常在一定程 度上决定了是否可以对钢结构起到防火保护。而且,由于膨胀型 防火涂料多由有机材料组贼,存在着老化问题。但我国目前尚未 对其有效期或使用年限作出明确规定。为保证膨胀防火涂料在涂

装时的质量,有必要对其发泡情况作出判断。涂层发泡厚度因与 涂层厚度有直接关系,因此提出了膨胀率(膨胀后厚度与膨胀前厚 度的比值)要求。

10.5防火保护工程的验收

10.5.1建筑施工中,钢绍构工程会因工程进度安排或其他因素 葡需要分批分次地进行。而防火材料,特别是一些在现场混合的 钢结构防火涂料,会由于批次不商而产生性能上的差异,因此要求 不同批次分别进行验收。 10.5.2、10.5.3需要隐蔽的钢结构构件,若不在其进行隐蔽之前 进行验收检验,将会造成不必要的返工或争议。因此,对那些在施 工结束后不易检验部位的钢结构防火保护工程,均应在其施工完 成且下一步工序开始前进行验收。 10.5.9在我国采用防火涂料进行钢结构防火保护的工程较多。 由手钢结构防火涂料的性能以及施工工艺各有不同,因此需要施 工单位严格按照所使用防火涂料的施工工艺进行涂装。例如GB/T 41770-2022标准下载,有 出防火涂料要求挂钢丝网后才涂装,若不挂网即涂装,将给今后的 更用留下隐惠,造成钢结构防火涂料脱落。 非膨帐型钢结构防火涂料的主要技术性能参数为导热系数: 膨胀型钢结构防火涂料在主要技术性能参数为膨胀率及谢热性指 标。

10.5.10钢结构防火板的主要技术性能参数为导热系

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