防火安全鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)霍月平（山東省聊城市公安消防支隊(duì)）鋼雖為非燃燒材料，但不耐火，在火災(zāi)高溫下，結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和剛度都將迅速降低，故無(wú)防火保護(hù)的鋼構(gòu)件在火災(zāi)中很容易破壞。可見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)與其他結(jié)構(gòu)相比更為重要。
從以前發(fā)生的鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)案例可以發(fā)現(xiàn)兩類現(xiàn)象，一類為有防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的耐火時(shí)間而破壞，另一類為有防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在超過(guò)預(yù)期的耐火時(shí)間的火災(zāi)中沒(méi)有破壞。經(jīng)分析造成這兩類現(xiàn)象雖有實(shí)際火災(zāi)升溫與標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫不一致的原因，但另一個(gè)重要原因是，由試驗(yàn)確定的構(gòu)件耐火時(shí)間，不能完全代表構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的耐火時(shí)間，從而造成不安全或保守使材料浪費(fèi)的后果。因此通過(guò)計(jì)算進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)意義非常顯著。
1.鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求鋼結(jié)構(gòu)的抗火的目標(biāo)就是使結(jié)構(gòu)的實(shí)際耐火時(shí)間大于或等于規(guī)定的耐火極限。因此，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，無(wú)論是構(gòu)件還是整體結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)，均應(yīng)滿足下列要求之一：
（1）在規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火時(shí)間內(nèi)，結(jié)構(gòu)的承載力應(yīng)不小于各種作用所產(chǎn)生的組合效應(yīng)；
（2）在各種荷載效應(yīng)組合下，結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間應(yīng)不小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火極限；
（3）火災(zāi)下，當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度均勻時(shí)，結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力的臨界溫度應(yīng)不小于在耐火極限時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)的最高溫度。
基于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法是以高溫下構(gòu)件的承載力極限狀態(tài)為耐火極限判斷，考慮了溫度內(nèi)力的影響，可以免除基于試驗(yàn)的鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法所存在的問(wèn)題，目前已被各國(guó)普遍接受并在設(shè)計(jì)規(guī)范中采納。在我國(guó)第一部鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
（1）采用確定的防火措施，設(shè)定一定的被覆厚度。
?。?）計(jì)算構(gòu)件在確定的防火措施和耐火極限條件下的內(nèi)部溫度。
（3）采用確定高溫下的鋼的材料參數(shù)，計(jì)算結(jié)構(gòu)中的該構(gòu)件在外荷載和溫度作用下的內(nèi)力。
?。?）進(jìn)行荷載效應(yīng)組合Gt永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Ot樓面或屋面活載（不包括屋面雪載）標(biāo)準(zhǔn)值；風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值；AT構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的溫度變化（：考慮溫度影響）；永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1. 7g，樓面或屋面活載分項(xiàng)系數(shù)，取0. >風(fēng)載分項(xiàng)系數(shù)，取0或0.3，選不利情況；7f溫度效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取1.屋面荷載、風(fēng)載和溫度影響的效應(yīng)系數(shù)。
?。?）根據(jù)構(gòu)件和受載的類型，進(jìn)行構(gòu)件耐火承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算。驗(yàn)算公式為：5.頂升接篼完畢后必須由專塔式起重機(jī)上部必須保持平衡；過(guò)程中，禁止回轉(zhuǎn)吊臂；4.嚴(yán)格貫徹頂升的操作規(guī)程，頂升接高完畢后，必須從上到下將所有的連接螺栓按設(shè)計(jì)扭矩重新緊固一遍；職質(zhì)檢人員進(jìn)行全面安全技術(shù)檢，經(jīng)認(rèn)可合格后方可交付使用。（本文收稿：2003*06*07）對(duì)于軸心受壓鋼構(gòu)件A柱子的毛截面積；9T高溫下軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)：= a系數(shù)，根據(jù)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比和溫度按表1確定：（P常溫下對(duì)應(yīng)長(zhǎng)細(xì)比和截面類型的受壓柱的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定確定；fyT高溫下鋼的屈服強(qiáng)度，與鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度有如下關(guān)系：f，T高溫下鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，根據(jù)常溫下鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度由下式計(jì)算確定對(duì)于受彎構(gòu)件W梁的截面抵抗矩；CpbT高溫下鋼梁的整體穩(wěn)定系數(shù)；整體穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定確定。
fyT、f，分別為常溫和高溫下鋼的屈服強(qiáng)度。
對(duì)于偏心受壓構(gòu)件平面內(nèi)：平面外：力和最大彎矩；計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定確定；*-分別為高溫下彎矩作用平面內(nèi)及平面外軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)；高溫下均勻受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)；fr高溫下柱的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Next高溫下彎矩作用平面內(nèi)歐拉臨界力；K彎矩作用平面內(nèi)柱長(zhǎng)細(xì)比；Et高溫下鋼材彈性模量。
?。?）當(dāng)設(shè)定的防火被覆厚度不合適時(shí)，可調(diào)整防火被覆厚度，重復(fù)上述計(jì)算。
a系數(shù)，按下式確定T T，鋼梁的平均溫度；
