專注防火涂料
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400-1103119
在鋼結構防火設計計算中，火與溫度的關系、鋼材與溫度的關系、防火保護如何設計是三個關鍵性問題，這三個問題決定著計算結果的符合性和適用性，也決定著設計計算的成敗。
火與溫度
為了研究火災升溫過程，規(guī)范已經(jīng)有各種曲線來模擬。一般的耐火測試都是采用標準火災升溫曲線，也稱ISO834防火曲線，這個曲線提供了評估材料和結構耐火性的標準化方法。雖然是對真實火災時的復雜因素做了簡化，但已經(jīng)成為建筑消防工程研究的重要工具。
上面兩個曲線一個是國標，一個是歐標。區(qū)別在于歐標多了兩個情況：ExternalFireExposure和SlowHeating。
2.鋼材與溫度
隨著溫度升高，鋼材的強度和硬度變低、塑性和韌性增加、體積會增加。從下面的曲線上可以看出，特別是在400-600°C以上的溫度下，鋼構件的承載能力會顯著降低，結構失效的風險增加。
但對于不同的鋼構件來說，溫度的分布不一定是均勻的。
3.防火保護
規(guī)范中將防火保護層進行如下圖所示的分類：
輕質(zhì)與非輕質(zhì)的區(qū)分，主要是基于防火保護材料自身所吸收的熱量是否要考慮。輕質(zhì)的材料是不用考慮的，非輕質(zhì)是必須考慮的。所以在計算防火保護層**重要的參數(shù)“綜合熱傳遞系數(shù)α”時，采用的公式完全是不一樣的。
防火設計計算
目前兩個主流的結構設計軟件，采用的是兩個不同的方法：盈建科采用的是承載力法，PKPM采用的是臨界溫度法。
?。?）承載力法
?、儆嬎銟嫾?*不利荷載效應組合設計值Sm。
?、谠O定鋼構件防火材料的種類及厚度。
?、鄞_定火災場景、計算構件溫度。
?、艽_定高溫下鋼材的力學參數(shù)，驗算構件的耐火承載力Rd。
?、莞鶕?jù)驗算結果Rd≥Sm，確定是否需要調(diào)整防火涂料的厚度。
（2）臨界溫度法
?、儆嬎銟嫾馂墓r下的荷載比。
?、诟鶕?jù)荷載比查表得到臨界溫度Td。
?、鄞_定火災場景，計算無防火保護構件在設計耐火極限內(nèi)的**高溫度Ts。
?、芘袛嗍欠裥枰M行防火保護，Td≥Ts時，構件無需防火。
?、輘≥Td時，選擇防火保護措施。
?、抻脴嫾呐R界溫度Td，確定防火保護材料的厚度。
4.小結
臨界溫度法，作為一種簡化的設計方法，應用效率是很高的，但也要考慮到這種方法的局限性。
對于截面形狀系數(shù)小的鋼構件，截面溫度是可以近似均勻分布的，但是對于非均勻受火、截面形狀系數(shù)比較大的鋼構件，臨界溫度就不適合繼續(xù)簡單地簡化計算了，當采用復合形式的防火構造時，更加要慎用了。
