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GB 51249-2017 建筑钢结构防火技术规范(完整正版、清晰无水印)

表9无防火保护钢构件的截面形状系

注：表中A为构件截面积。

注：1当F/V<10时，构件温度应按截面温度非均匀分布计算；

6.2.2本条给出的有防火保护钢构件的升温计算公式，为增量公 式，需要逐步迭代计算。其中，时间步长△t不宜大于30s，以保证 计算精度。 有防火保护钢构件的截面形状系数F/V，不仅与钢构件的 截面特性有关，还与防火保护层做法有关。工程中常用的防火保 护层做法可分为两种：（1）外边缘型保护，即防火保护层全部沿着

钢构件的外表面进行保护；（2）非外边缘型保护，即全部或部分防 火保护层不沿着钢构件的外表面进行保护。表11给出了常见的 有防火保护钢构件的截面形状系数计算示例。 钢结构防火保护的种类和施工方法较多，其特性也有较大的 差别。有些防火保护层质量很轻，相对钢构件来说，其自身吸收的 热量可忽略，这种防火保护层称为轻质保护层：而有些防火保护层 自身所吸收的热量必须加以考虑，这种防火保护层称为非轻质保 护层。一般情况下，非膨胀型防火涂料、膨胀型防火涂料、蛭石防 火板、硅酸钙防火板、硅酸铝纤维毡等防火保护层为轻质保护层； 混凝土、金属网抹砂浆、砌体等防火保护层为非轻质保护层。忽略 保护层自身所吸收的热量，钢构件的温度计算结果是偏高的，因此 以此温度进行防火设计的结果偏于安全。 标准火灾下采用轻质防火保护层的钢构件《生产安全事故应急预案管理办法》应急管理部令，按式（6.2.2）计算 的钢构件温度如表12~表18所示

表15标准火灾下轻质防火保护钢构件的升温（℃）： 等效热阻0.2m².℃/W

采用承载力法进行钢结构耐火验算与防火保护设计时，可按 下列步骤进行： （1）确定防火保护方法，设定钢构件的防火保护层厚度（可设 定为无防火保护）； （2）按本规范第6章的规定计算构件在设计耐火极限tm时间 内的最高温度Tm； （3）按本规范第5.1节的规定确定高温下钢材的力学参数； （4）按本规范第3.2.2条的规定计算构件的最不利荷载（作 用）效应组合设计值； （5）按本规范第7.1节的规定验算构件的耐火承载力； （6）当设定的防火保护层厚度过小或过大时，调整防火保护层 厚度，重复上述（1）～（5）步骤。 7.1.1～7.1.6本规范第7.1.1条~第7.1.6条规定了轴心受 拉钢构件、轴心受压钢构件、单轴受弯钢构件、拉弯钢构件、压弯钢 构件等基本钢构件的耐火承载力验算公式，这些公式与其常温下 验算公式的形式一致，以便于设计人员掌握与应用。这些公式的 推导原理与常温下钢构件的相同，不同之处在于考虑了温度对强 度、弹性模量和稳定系数等的影响。 现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017规定，当受弯钢构 件的稳定系数b>0.6时，9b应取式（9）计算的?b。第7.1.4 条的符号说明中，“当所计算的b>0.6时，b不作修正是指在

7.1.7框架梁上一般有楼板或其他支撑，起到侧向约束作用，可 防止框架梁发生整体失稳，因此钢框架梁的耐火承载力取决于其 截面强度。试验和理论研究发现，对于两端有一定轴向约束的框 架梁，火灾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小，直至为零，再变为拉力。 随着轴向拉力的发展，梁仍能再承受较高些的温度才会发生强度 破坏（图11）。因此，框架梁的耐火设计，可偏于安全地取梁中温 度轴力为零时的状态，进行耐火承载力验算

图11两端约束钢染轴力随温度的变化图

由于框架柱的长细比一般较小，而两端反方向弯矩条件下β

图12框架梁升温使框架柱端部受弯形成塑性

采用临界温度法进行钢结构耐火验算与防火保护设计时，可 按下列步骤进行： （1）按本规范第3.2.2条计算构件的最不利荷载（作用）效应 组合设计值； （2）根据构件和荷载类型，按本规范第7.2.1条～第7.2.7 条计算构件的临界温度Td； （3）按本规范第6.2.1条计算无防火保护构件在设计耐火极 限tm时间内的最高温度Tm；当Td>Tm时，构件耐火能力满足要 求，可不进行防火保护；当Ta≤T时，按步骤（4）、（5）确定构件 听需的防火保护； （4）确定防火保护方法，计算构件的截面形状系数； （5）按本规范第7.2.8条、第7.2.9条确定防火保护层的

7.2.1～7.2.7各类钢构件的临界温度，均是根据本规范第7.1 节相应构件的耐火承载力验算公式，按构件达到耐火承载力极限 状态时的温度为临界温度的定义，通过数值计算得到。 7.2.8、7.2.9第7.2.8条中的式（7.2.8）是由本规范第6.2.3条 式（6.2.3）变换得到，因此其适用条件为：火灾烟气温度按标准火 灾升温曲线确定，防火保护层为轻质防火保护层，且临界温度不高 于700℃。当不符合上述条件时，应按第7.2.9条确定防火保护 层的厚度；本规范第6.2.2条式（6.2.2）为有防火保护的钢构件升 温送代公式，计算防火保护层的厚度需要多次试算，具体可按以下 步骤进行： （1）假定防火保护层厚度，按本规范第6.2.2条式（6.2.2）计 算钢构件在设计耐火极限时间内的最高温度Tm； （2比较构件的临界温度T。和构件在火灾下的最高温度 Im，调整防火保护层厚度。当Tm天于Td时应增天防火保护层 厚度，以新的防火保护层厚度按式（6.2.2）重新计算Tm，直至Tm 小于Ta；当T㎡比Ta小很多时应减小防火保护层厚度，以使防火 保护经济。 根据本规范第5.3.2条、第5.3.3条，对于膨胀型防火涂料给 出的是最大使用厚度、最小使用厚度的等效热阻以及防火涂料使 用厚度按最大使用厚度与最小使用厚度之差的1/4递增的等效热 阻，因此在计算所需的防火涂层厚度时，可据此采用线性插值方法 计算确定其防火层厚度

8组合结构耐火验算与防火保护设计

钢管混凝土柱是指在钢管中填充混凝土而形成且钢管及其 核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件。在钢管内浇灌 低强度的素混凝土或轻质混凝土等，可延缓钢管的升温，提高其 耐火极限，是一种防火性能稳定、耐久性能良好的防火保护方 法，且不影响建筑外观。但对于这类构件，钢管和内部填充混凝 土的整体共同受力性能相对较差，因此不能按本规范第8.1节 规定的钢管混凝土柱耐火验算方法进行耐火验算，而应按纯钢 构件进行耐火验算，其中钢管截面的温度计算应考虑内部填充 材料的影响。 8.1.2火灾下钢管混凝土柱的承载力系数kT，是指火灾下无防 火保护钢管混凝土柱的抗压承载力与其常温下抗压承载力的比 值。当荷载比R小于k时，无防火保护的钢管混凝土柱在火灾下 不会发生破坏，当R大于kT时，火灾下钢管混凝土柱所能提供的 抗力已不足以抵抗外荷载作用，需进行防火保护。为了提高安全 性，本条对不采取防火保护措施的适用条件提出了更为严格的要 求，荷载比R应小于0.75kT。

8.1.2火灾下钢管混凝土柱的承载力系数kt，是指火灾下无

8.1.3钢管混凝土柱的荷载比R表征受火过程中作用在柱上的 荷载水平，

8.1.3钢管混凝土柱的荷载比R表征受火过程中作用在柱上的

用，二者协同工作、共同受力。钢管混凝土柱轴压试验和理论分析 表明，由于组合作用的存在，钢管混凝土柱的抗压承载力大于简单 叠加钢管和混凝土的抗压承载力。为保证钢管和核心混凝土共同 工作，当钢管混凝土构件尺寸较大（如截面外尺寸大于900mm

图13N：/N.一M/M.关系

线对称轴对称；E点表示计算构件段范围内的某一最不利轴向压 力和弯矩组合（N，M），其对应的承受压弯作用时钢管混凝土柱 的抗压承载力设计值N*如图中F点所示。 图14所示的一入关系曲线分为三个阶段：当入≤入。时，稳定 系数9=1，为强度破坏；当入>入，时，钢管混凝土柱为弹性失稳； 当入。<入<入，时，钢管混凝土柱为弹塑性失稳。

8.1.6、8.1.7研究表明，在标准火灾作用下，影响钢管混凝土柱 承载力的因素主要为受火时间、柱长细比和截面周长。为便于工 程设计，对无防火保护钢管混凝土柱在标准火灾作用下的承载力 系数kT进行分析，回归得到了kT计算公式（8.1.6）、（8.1.7），该 公式计算结果与试验结果及有限元分析结果均较吻合。 8.1.8、8.1.9金属网抹M5水泥砂浆防火保护、非膨胀型钢结构 防火涂料防火保护是钢管混凝土柱最常用的两种防火保护方式 条文中钢管混凝土柱防火保护厚度的计算公式（8.1.8）、（8.1.9） 是在试验研究的基础上，通过对大量的有限元算例计算结果进行 分析、回归拟合得到的。这些有限元算例，涵盖了工程中常用的参 数范围。式(8.1.8)、式(8.1.9)的计算结果与试验结果均吻合

附录C给出了按式（8.1.8）计算的钢管混凝土柱防火保护层 享度。其中，非膨胀型防火涂料保护层的厚度是以防火涂料的热 传导系数为0.10W/（m·℃）计算的，当施工采用的防火涂料的热 传导系数与该值不同时，应按本规范附录A确定施工厚度。此 外，按本规范第4.1节的有关规定，非膨胀型防火涂料保护层的最 小厚度不应小于10mm，砂浆防火保护的最小厚度不应小 于25mm。 8.1.10火灾下钢管混凝土柱内混凝土会产生一定的水蒸气。为 保证钢管和混凝王之间共同工作良好，保证结构的安全，应在钢管 上设置如图15所示的排气孔。对于长柱，仅在楼层位置的钢管上 设置排气孔不能保证充分排气，因此本条规定排气孔还要沿钢柱 的高度方向设置，间距不宜大于6m。

图15排气孔位置示意图（mm）

8.2压型钢板组合楼板

8.2.1压型钢板组合楼板 型钢板使用有两种方式：一是压型钢板只作为混凝土板的施工模 板，在使用阶段不考虑压型钢板的受力作用（即压型钢板、混凝士

台北东方科技园大楼火

图16火灾下压型钢板组合楼板的大挠度变形

（h）屈服线进步发展

（f）薄膜效应的极限状态

e）薄膜效应充分发展

均勾受荷楼板随着温度升高形成薄膜

在火灾下，组合楼板薄膜效应的大小与板块形状、板块的边界 条件等有很大关系。如图18（a）所示支承于梁柱格栅上的钢筋混 凝土楼板，在火灾下可能产生两种破环模式：（1）梁的承载能力小 于板的承载力能力时，梁先于板发生破坏，梁内将首先形成塑性铰 图18（b），随着荷载的增加，屈服线将贯穿整个楼板；在这种破 坏模式下，楼板不会产生薄膜效应；（2）梁的承载力大于楼板的承 载力时，楼板首先屈服，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18（c）所示；如楼板 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 产生薄膜效应。因此，楼板产生薄膜效应的一个重要条件是：火灾 下楼板周边有垂直支承且支承的变形一直很小。在本规范附录○ 中，给出了板块产生薄膜效应的条件

8.2.2由于楼板的面积很大，对压型钢板进行防火保护，工程量 大、费用高、施工周期长。在有些情况下，将压型钢板设计为只作 模板使用是更经济、可行的解决措施。 当楼板内配置有足够的钢筋时，混凝土楼板自身的耐火极限 极有可能达到设计耐火极限，此时组合楼板可不进行防火保护 对此，应通过标准耐火试验来测定楼板的实际耐火极限。 压型钢板进行防火保护时，常采用防火涂料。对于防火涂料 保护的压型钢板组合楼板，目前尚没有简便的耐火验算方法，因此 本条规定基于标准耐火试验结果确定防火保护

8.3钢与混凝土组合梁

采用承载力法进行组合梁耐火验算与防火保护设计的计算步 骤可参照第7.1节条文说明。 8.3.18.3.3火灾下钢与混凝土组合梁的承载力，与常温下 样可按塑性计算，但应考虑温度对混凝土强度、钢材强度的影响。 在少数情况下，组合梁在负弯矩作用下，塑性中和轴可能在钢梁上 翼缘内，对此可基于受力平衡原理计算火灾下组合梁的负弯矩承 载力。

8.3.4火灾下混凝土板的温度沿厚度方向分布不均匀。

明，假设板内温度均匀，并取楼板的平均温度为楼板的代表温度， 组合梁承载力计算结果的误差较小，可满足工程设计要求。组合 梁中钢梁上翼缘的温度接近混凝土顶板的温度，明显低于腹板、下 翼缘的温度，因此火灾下组合梁可以分为两部分分别计算温升：下 翼缘与腹板组成的倒T型构件，按四面受火计算；上翼缘，按三面 受火计算。上翼缘按三面受火计算的温度偏高，承载力验算结果 是偏安全的。

板肋平行于钢梁的组合

图19混凝土翼板的等效厚度h.

火保护工程的施工与验收

现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300一2013规定了房屋建筑各专业工程施工质量验收规范编制 的统一准则。本规范有关施工及验收的规定是根据该标准规定的 原则编写的。执行本规范时，尚应遵守该标准的相关规定。

本节是对钢结构防火保护工程施工与质量验收的基本规定， 其中第9.1.1条第9.1.5条是对施工质量管理与控制的基本规 定，第9.1.6条～第9.1.11条是对质量验收的基本规定。 9.1.1本条依据现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标 准》GB50300一2013，对从事钢结构防火保护工程的施工企业的 质量管理体系和质量保证体系等进行检查验收。 9.1.2本规范是对钢结构防火保护工程施工质量的最低和最基 本的要求，应严格遵守。因此，承包合同（如质量要求等）和工程技 术文件（如设计文件、企业标准、施工技术方案等）对工程质量的要 求不得低于本规范的规定。当承包合同和设计文件对施工质量的 要求高于本规范的规定时，验收应以承包合同和设计文件为准。 9.1.3随着科学技术的发展，新材料、新产品日益增多。由于规 范的制定具有一定的滞后性，为了保证新材料、新产品得到应用， 在通过试验获得可靠数据或有实践证明的前提下，征得设计部门 同意，是可以采用的。就施工过程而言，应明确按设计文件规定 工

本节是对钢结构防火保护工程施工与质量验收的基本规定： 其中第9.1.1条～第9.1.5条是对施工质量管理与控制的基本规 定，第9.1.6条第9.1.11条是对质量验收的基本规定。 9.1.1本条依据现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标 准》GB50300一2013，对从事钢结构防火保护工程的施工企业的 质量管理体系和质量保证体系等进行检查验收。 9.1.2本规范是对钢结构防火保护工程施工质量的最低和最基

本的要求，应严格遵守。因此，承包合同（如质量要求等）和工程折 术文件（如设计文件、企业标准、施工技术方案等）对工程质量的要 求不得低于本规范的规定。当承包合同和设计文件对施工质量自 要求高于本规范的规定时，验收应以承包合同和设计文件为准。

范的制定具有一定的滞后性，为了保证新材料、新产品得到应用 在通过试验获得可靠数据或有实践证明的前提下，征得设计部门 同意，是可以采用的。就施工过程而言，应明确按设计文件规负 施工。

9.1.4本条规定了钢结构防火保护工程施工前应具备的技术、物

资质的分包单位承担，因此必须做好相关的衔接、交底工作。钢结 沟防火保护工程是防腐涂装工程的后续施工，因此本条特别强调 要求防腐涂装检验合格后方可进行防火保护工程的施工。对于膨 张型防火涂料，应在防腐底漆、中间漆涂装检验合格后进行，防腐 面漆的施工应在膨胀型防火涂料涂装检验合格后进行。 防腐涂装的检验应按下列要求进行： 检查数量：按同类构件基数抽查10%，且均不应少于3个。 检验方法：表面除锈采用铲刀检查、《涂覆涂料前钢材表面处 理表面清洁度的自视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和 全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB 3928.1规定的图片对照检查。底漆涂装用干漆膜测厚仪检查，每 个构件检测5处，每处的数值为3个相距50mm测点涂层干漆膜 厚度的平均值

9.1.6施工质量验收所使用的计量器具应该是根据计量法规定

分批分次进行。一个单位工程可能采用多种防火保护材料（防火 保护方式），如非膨胀型防火涂料、膨胀型防火涂料、防火板等，对 此应划分为不同的检验批。另外，钢结构防火保护工程的性能与 质量，在有些情况下还与其他因素有关，如膨胀型防火涂料的性能 和防腐蚀工程（底漆、中间漆、面漆）有关，对此应按不同检验批进 行验收。

行。一般情况下，两者具有相同或相近的性质，只是批量的大小不 司，因此将有关的检验批汇集便构成分项工程的验收。分项工程 质量验收合格的条件相对简单，只要构成分项工程的各检验批的 验收资料文件完整，并且均已验收合格，则分项工程验收合格

9.1.9检验批质量验收的内容包括按规定的抽样方案进行

9.1.10本条给出了检验批质量验收合格的条件：主控项目和

检验批质量验收合格主要取决于对主控项目和一般项目的检 验结果。主控项目是对检验批的基本质量起决定性影响的检验项 目，对工程质量起重要作用，从严要求是必需的，因此这种项目必 顶全部符合规定的要求，即主控项目的检验结果具有否决权。一 般项目是指对工程质量不起决定性作用的检验项目。对采用计数 验验的一般项目，允许存在20%以下的不合格点但要求不能有严 重缺陷

检验批验收是建筑工程施工质量验收的最基本层次，所有检 验批均应由专业监理工程师组织验收。验收前，施工单位应完成 自检，对存在的问题自行整改处理，然后申请专业监理工程师组织 验收。 分项工程由若干个检验批组成。验收时在专业监理工程师组 织下，可由施工单位项自技术负责人对所有检验批验收记录进行 汇总，核查无误后报专业监理工程师审查，确认符合要求后，由项 自专业技术负责人在分项工程质量验收记录中签学，然后由专业 监理工程师签字通过验收

9.2防火保护材料进场

9.2.1钢结构防火保护材料的使用直接关系到结构构件的耐火 生能，关系到结构的耐火能力与防火安全。因此，防火保护材料必 须选用经过检验的合格产品，并应注意其检验报告的有效性。

9.2.2防火保护材料的隔热性能对结构的耐火能力至关重要，对 其质量应从严要求。考虑到隔热性能试验周期较长、费用较高，因 比本规范要求对预应力钢结构、跨度不小于60m的大跨度钢结 购、高度大于100m的高层建筑钢结构所采用的防火保护材料进 行见证检验。 现行国家标准《钢结构防火涂料》GB14907一2002参考《建筑 沟件耐火试验方法》GB/T9978一1999（目前已被现行国家标准 建筑构件耐火试验方法第1部分：通用要求》GB/T9978.1代 替）的耐火试验方法，对试件及加载作了有针对性的补充规定：试 牛采用136b或140b的工字钢，跨度不小于4200mm，受火长度大 于或等于4000mm，两端简支并按此计算确定试验加载。防火涂 料对构件的隔热作用，与构件是否受力无关，因此本规范规定试件 可以不加载，同时减小构件的长度。这样可简化试验，并可以采用 较小的试验炉进行试验，减少试验成本

9.3防火涂料保护工程

9.3.1本条规定防火涂料涂装时的环境温度以5℃～38℃为宜， 日该规定只适合于室内无阳光直接照射的情况（通常钢材表面温 度要比气温高2℃～3℃）。在阳光直接照射下，钢材表面的温度 会比气温高8℃~12℃。涂装时漆膜的耐热性一般在40℃以下， 高于该温度后，漆膜就容易产生气泡而局部鼓起，使附着力降低： 氏于0℃时，在室外钢材表面涂装容易使漆膜冻结而不易固化。 湿度大于85%时，钢材表面有露点凝结，漆膜附着力差。室外涂 装时，最佳涂装时间是日出3.0h之后，这时附在钢材表面的露点 基本干燥；在日落后3.0h之内，应停止作业，此时空气中的相对湿 度尚未回升，钢材表面尚存的温度不会导致露点形成。涂层在 4.0h之内，漆膜表面尚未固化，容易被雨水冲坏，故规定在4.0h 之内不得淋雨。

9.3.2本条规定了防火涂料涂层厚度的允许偏差CJJ／T 134-2019 建筑垃圾处理技术标准，涂层厚度

火保护效果影响重大，应从严要求。膨胀型防火涂料涂层厚度小， 施工时要严格控制，因此以涂层最小厚度作为控制

9.8防火保护分项工程验收

9.8.5本条提出了对验收文件存档的要求。这不仅是

GTCC-114-2019 电气化铁路接触网零部件-棘轮补偿装置-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则9.8.5本条提出了对验收文件存档的要求。这不仅是为了落实

9.8.5本条提出了对验收文件存档的要求。这不仅是为了落实 在设计使用年限内的责任，而且在有必要进行维护、修理、检测或 改变使用功能时，可以提供有效的依据