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GB51249-2017實(shí)施后的設(shè)計(jì)方法及其基本知識(shí)

時(shí)期:2024-01-09 20:39:06 點(diǎn)擊數(shù):60

 GB51249-2017實(shí)施后的設(shè)計(jì)方法及其基本知識(shí)

      在《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017執(zhí)行以來,據(jù)該規(guī)范第3.2.6條鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)方法有三種,分別是耐火極限法、承載力法、臨界溫度法。耐火極限法(tm≥td)中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際耐火極限tm可通過耐火驗(yàn)算或耐火試驗(yàn)確定,當(dāng)耐火驗(yàn)算得出的防火涂層厚度數(shù)據(jù)與耐火試驗(yàn)數(shù)據(jù)不一致時(shí),應(yīng)以兩者中數(shù)據(jù)最大值為準(zhǔn)。構(gòu)件抗火能力試驗(yàn)(即鋼構(gòu)件實(shí)際耐火試驗(yàn))依據(jù)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》GB/T 9978.1-2008進(jìn)行防火試驗(yàn)并確定實(shí)際耐火極限tm ,構(gòu)件抗火需求(設(shè)計(jì)耐火極限td )依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,可查《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50016-2014,防火涂料要求及選型可見《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》 GB14907-2018、 《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 TCECS 24-2020 。


       結(jié)構(gòu)承載力法和臨界溫度法(這二種方法廣義上都是性能設(shè)計(jì))可見《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017。結(jié)構(gòu)承載力法是一種基于結(jié)構(gòu)計(jì)算的抗火設(shè)計(jì)方法,抗火能力及抗火需求均基于結(jié)構(gòu)承載力,要求結(jié)構(gòu)耐火承載力Rd不小于結(jié)構(gòu)火荷載組合效應(yīng)Sm ,以滿足耐火極限需求。臨界溫度法也是一種基于結(jié)構(gòu)計(jì)算的抗火設(shè)計(jì)方法,要求鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件最高溫度不高于臨界溫度,即Td≥Tm,以滿足耐火極限需求。為便于結(jié)構(gòu)承載力法和臨界溫度法的鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì), GB51249采用了等同于火災(zāi)下的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,這樣計(jì)算公式及參數(shù)可以采用《鋼標(biāo)》的表達(dá)形式


     在《鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》 GB 55006-2021 第6.3.3條及《建筑防火通用規(guī)范》 GB55037- 2022第5.1.4條明確了鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)可采用基于耐火試驗(yàn)的耐火極限法(火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際耐火極限td 不應(yīng)小于其設(shè)計(jì)耐火極限tm ) 。實(shí)際上耐火極限法可通過耐火驗(yàn)算(試驗(yàn)+計(jì)算)或耐火試驗(yàn)(試驗(yàn)+數(shù)值模擬分析)二種方法確定( 《建筑防火通用規(guī)范》GB55037-2022第5.1.4條)。耐火極限法的耐火試驗(yàn)是用設(shè)計(jì)荷載作用下的構(gòu)件進(jìn)行模擬試驗(yàn),對(duì)于實(shí)際工程構(gòu)件的實(shí)際荷載、約束及構(gòu)件截面多種時(shí)將費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)財(cái)且受到試驗(yàn)條件限制(柱高4~6m常用截面均可、柱壓力500t可下端固端上端或二端簡支,梁跨4~6m常用截面均可、集中荷載200t可二端固端或簡支),而規(guī)范第3.2.6條第1款所指的按規(guī)范有關(guān)規(guī)定計(jì)算,即耐火驗(yàn)算應(yīng)為指在構(gòu)件防火設(shè)計(jì)時(shí),可采用承載力法或臨界溫度法進(jìn)行耐火驗(yàn)算。


      結(jié)構(gòu)承載力法和臨界溫度法是建立在所有數(shù)據(jù)都可靠前提下的抗火設(shè)計(jì)方法,但抗火計(jì)算本身較粗略復(fù)雜,也存在不少假定,防火涂料的主要參數(shù)來自于試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì),受試驗(yàn)手段和財(cái)力物力的限制,現(xiàn)階段還比較難以做到精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。所以基于《鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》 GB 55006-2021 的精神,耐火極限法(耐火試驗(yàn))、結(jié)構(gòu)承載力法和臨界溫度法實(shí)際上一致,可同時(shí)供設(shè)計(jì)人員選用,這也是各國家和地區(qū)通常采用的方法?!督ㄖ摻Y(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》第3.2.1條為強(qiáng)條(2023年6月1日?qǐng)?zhí)行的《建筑防火通用規(guī)范》GB55037-2022已把GB51249-2017的3.1.1、3.1.2.、3.1.3、3.2.1共4條強(qiáng)條全部廢止)為規(guī)避該強(qiáng)條,設(shè)計(jì)人員和審圖單位的審查人員需要抗火計(jì)算書時(shí),常用的鋼框架結(jié)構(gòu)可采用PKPM (承載力法) 、YJK軟件(承載力法)、3D3S (承載力法、臨界溫度法)補(bǔ)充計(jì)算??梢姡F(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)主要采用基于結(jié)構(gòu)計(jì)算抗火設(shè)計(jì)方法的承載力法和臨界溫度法。


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