DBJ∕T 15-81-2011 建筑混凝土結構耐火設計技術規程

建筑混凝土結構耐火設計技術規程廣東省住房和城鄉建設廳發布廣東省標準Codeforfireresistancedesignof實施日期：2011年9月1日 2術語和符號 2 2.2符號 3 73.1耐火要求 73.2火災升溫曲線 73.3構件溫度場 83.4作用效應組合 9 4.1普通鋼筋 4.2預應力鋼筋 4.3結構鋼 4.4普通混凝土 4.5高強混凝土 4.6防火隔熱材料 5普通混凝土構件 5.1一般規定 205.2梁 5.3柱 5.4板 5.5墻 6高強混凝土構件 6.1一般規定 6.2柱 86.3墻 7預應力混凝土構件 7.2梁 7.3柱 7.4板 8型鋼混凝土構件 8.1梁 8.2柱 9加固混凝土構件 9.2梁 9.3板 附錄A室內火災的空氣溫度 附錄B標準火災升溫條件下的構件截面溫度場 附錄C簡化計算方法 附錄D高級計算方法 附錄E型鋼混凝土柱的耐火極限 附錄F碳纖維布加固混凝土梁和板的防火涂料厚度 本規程用詞用語說明 條文說明 9 2 2 3 73.1FireResis 7 7 83.4CombinationofActionEffects 9 4.6FireInsulationMaterials 20 7PrestressedConcreteMeme 40 44 44 AppendixAAirTemperatureinCompartmentFire AppendixDAdvance ExplanationofWordinginThisCode ExplanationofProvisions 11.0.1為減輕或避免建筑混凝土結構在火災中的損害，保護人身和財產安全，經濟合理地進行建筑混凝土結構耐火設計，制定本規程。1.0.2本規程適用于新建、擴建和改建的建筑混凝土結構的耐火設計。1.0.3本規程以火災高溫下建筑混凝土結構的承載能力極限狀態為基礎進行制定。1.0.4建筑混凝土結構的耐火設計，除應符合本規程的規定外，尚應滿足我國現行有關標準的規定。22術語和符號2.1.1高溫承載能力極限狀態limitstateforloadbearingcapacity火災高溫下構件或結構達到極限承載能力或出現不適于繼續承載的變形的狀態。2.1.2標準火災升溫曲線standardfiretemperature-timecurve國際標準ISO834給出的用于建筑構件標準耐火試驗的爐內平均溫度—時間曲線。2.1.3等效曝火時間equivalentfireexposuretime非標準火災升溫條件下，火災在時間t內對構件或結構的作用效應與標準火災升溫條件下在時間t內對同一構件或結構的作用效應相同，則稱t。為相應的等效曝火時間。2.1.4構件溫度場temperaturedistibutioninstructuralmember火災高溫下任意時刻構件各點溫度分布的總稱。2.1.5爆裂溫差temperaturedifferenceduetoexplosivespalling考慮爆裂時構件截面中軸線上某點溫度與不考慮爆裂時該點溫度之差。2.1.6防火隔熱層fireinsulation設置于構件表面用以提高其耐火性能的材料或材料組合。2.1.7普通鋼筋ordinarysteelbars各類非預應力鋼筋的總稱。2.1.8預應力鋼筋prestressingtendons預應力鋼絞線和預應力鋼絲的總稱。2.1.9結構鋼structuralsteel除普通鋼筋和預應力鋼筋以外的其他結構用鋼的總稱。3強度等級低于C50的混凝土。強度等級不低于C50的混凝土。混凝土內部設置有型鋼的構件。采用增大截面法或混凝土表面粘貼碳纖維布、鋼板等方式進行加固的混凝土構件。a——組合軸向壓力作用點至截面重心的連線與z軸的夾角；a?——損傷層厚度；a,500—500℃等溫線上各點距離截面邊緣的平均深度；A——全截面面積；b——梁或柱的截面寬度、異形柱的截面肢厚；c——縱筋的混凝土保護層厚度；c?——非燃飾面層的比熱容；CcT——高溫下普通混凝土的比熱容；Cm;n——縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度的最小值；C.r——高溫下結構鋼的比熱容；C——梁或柱的截面周長；d——鋼筋直徑；d?——非燃飾面層折算成混凝土的厚度；d?——非燃飾面層的實際厚度；eo——組合軸向壓力作用點至截面重心的距離；組合軸向壓力作用點至經過截面重心的z軸、y軸的距離；4fer——高溫下普通混凝土或高強混凝土的軸心抗壓fp——常溫下預應力鋼筋的抗拉強度；h——板的厚度、柱或梁截面高度、異形柱的截面1,——相對于Z。軸的截面慣性距(Z。為經過截面重心，并與組合軸向壓力作用點至重心連線垂直的軸);k——損傷層厚度增大系數；lar——負彎矩鋼筋伸入第一內支座兩側梁或板內的L——柱的計算長度；M——常溫下按簡支梁或簡支板計算的梁或板的跨中組合彎矩；M.——常溫下梁或板的跨中受彎承載力；n——組合軸壓力與截面常溫軸壓承載力之比；N.——組合軸向壓力作用點處的構件常溫軸向承載力；R——高溫下構件或結構的承載能力；[R]——規定的耐火極限；Sck——永久荷載(含預應力引起的次內力)標準值的效應；Smr——高溫下構件或結構的作用效應組合設計值；SQ——樓面或屋面活荷載標準值的效應；ST——火災下的標準溫度作用效應；t——升溫時間；5t.——等效曝火時間；t——防火涂料厚度；T——材料溫度；T?——火災發生后的室內空氣溫度；T——火災發生前的室內空氣溫度；Tm——火災發生后室內空氣的最高溫度；x——高強混凝土矩形柱的截面中軸線上某點與爆裂面之間的距離；αr——高溫下結構鋼的熱膨脹系數；β——常溫下加固梁或板的跨中受彎承載力相比于非加固梁或板的提高百分比；Yor——結構耐火安全性系數；δT——高強混凝土矩形柱的截面中軸線上由于爆裂產生的爆裂溫差；g——應變；Eo、Eor——常溫下、高溫下普通混凝土或高強混凝土的峰值應變；B——高溫下預應力鋼筋的蠕變應變；——高溫下普通混凝土、普通鋼筋、預應力鋼筋的熱膨脹應變；90.2r、ηmr——高溫下預應力鋼筋的條件屈服強度、抗拉強度折減系數；Yer——高溫下普通混凝土或高強混凝土的軸心抗壓強度折減系數；η——高溫下普通混凝土的抗拉強度折減系數；nyr——高溫下普通鋼筋或結構鋼的屈服強度折減系數；λ——柱的長細比；λ?——非燃飾面層的導熱系數；λr——高溫下普通混凝土的導熱系數；6λr——高溫下結構鋼的導熱系數；μ——組合軸向壓力與該力作用點處構件常溫軸向承載力之比；p——全截面縱向受力鋼筋配筋率；P?——非燃飾面層的密度；Pe、Pcr——常溫下、高溫下普通混凝土的密度；Par——高溫下結構鋼的密度；P?——縱向受拉鋼筋配筋率；o?——預應力鋼筋的初始應力；σa——迎火面混凝土的常溫名義拉應力；σr——高溫下預應力鋼筋的應力；σr——高溫下預應力鋼筋的應力松弛損失；t——全盛期火災持時；V.r——高溫下結構鋼的泊松比；Xcr——高溫下普通混凝土或高強混凝土的初始彈性模量折減系數；Xr——高溫下普通鋼筋或結構鋼的彈性模量折減ψ——樓面或屋面活荷載的頻遇值系數；ψ——樓面或屋面活荷載的準永久值系數。73.1.1單、多層建筑和高層建筑的耐火等級及其承重構件的耐火極限應符合《建筑設計防火規范》GB50016和《高層民用建3.1.2基于承載能力極限狀態，承重構件或結構的耐火設計應滿足下列要求之一：1在規定的耐火極限內，承重構件或結構的承載能力R不小于按第3.4.1條確定的作用效應組合SmT,即：2在按第3.4.1條確定的作用效應組合下，承重構件或結構的耐火極限R?不小于規定的耐火極限[R],即：3.1.3對于高度大于200m的高層建筑結構以及安全等級為一級的建筑結構，宜對結構整體進行火災作用下的受力分析。火災作用下結構的整體分析可采用附錄D的方法。3.1.4除第3.1.3條以外的一般單層和多高層建筑結構，可僅3.2.1一般室內火災的空氣溫度采用如下標準火災升溫曲線式中T——火災發生后的室內空氣溫度(℃);T.——火災發生前的室內空氣溫度(℃);t——升溫時間(min)。8災的空氣溫度，也可采用其他有可靠依據的轟燃后火災模型計3.2.3當采用第3.2.2條計算室內火災的空氣溫度時，火災對式中t.——等效曝火時間(min);T——火災發生前的室內空氣溫度(℃);T.m——火災發生后室內空氣的最高溫度(℃),按附錄At——全盛期火災持時(min),按附錄A的式(A-5)或式(A-6)確定。場，墻、板等平面構件的溫度場簡化為沿厚度方向的一維溫邊界條件進行計算。對于標準火災升溫條件下的普通混凝土矩成混凝土厚度，再按第3.3.2條確定構件溫度場。折算厚度按式(3.3.3)計算：式中d?——非燃飾面層折算成混凝土的厚度(mm);9用非燃飾面層可按《民用建筑熱工設計規范》GB50176確定。溫差按式(3.3.4)計算：箍筋彎鉤為135°時，爆裂面取為核心區混凝土表溫差(℃)。x圖3.3.4高強混凝土矩形柱的爆裂面Sck——永久荷載(含預應力引起的次內力)標準值的ST——火災下結構或構件的標準溫度作用效應，對于一般的單層和多高層建筑結構，可不考慮此效應；Sk——風荷載標準值的效應；ψ——樓面或屋面活荷載的頻遇值系數，按《建筑結構荷載規范》GB50009確定；ψq——樓面或屋面活荷載的準永久值系數，按《建筑結Yor——結構耐火安全性系數，耐火等級為一級的建筑取1.15,其他建筑取1.05。式中T——材料溫度(℃);4.1.3高溫下普通鋼筋的屈服強度折減系數按式(4.1.3)4.1.4高溫下普通鋼筋的彈性模量折減系數按式(4.1.4)式中r——高溫下普通鋼筋的彈性模量折減系數。4.2預應力鋼筋4.2.1高溫下預應力鋼筋的導熱系數、比熱容、密度和泊松比采用表4.3.1中結構鋼的對應參數。4.2.2高溫下預應力鋼筋的熱膨脹應變按式(4.2.2)計算：式中ep,r——高溫下預應力鋼筋的熱膨脹應變。4.2.3高溫下預應力鋼筋的條件屈服強度折減系數按式(4.2.3)計算：式中η0.2r——高溫下預應力鋼筋的條件屈服強度折減系數。4.2.4高溫下預應力鋼筋的抗拉強度折減系數按式(4.2.4)計算：4.2.5高溫下預應力鋼筋的彈性模量折減系數按式(4.2.5)4.2.6高溫下預應力鋼筋的短期高溫應力松弛損失按式(4.2.6-1)～式(4.2.6-3)計算：σn——高溫下預應力鋼筋的應力松弛損失4.2.7高溫下預應力鋼筋的蠕變應變按式(4.2.7)計算：式中t——升溫時間(min);opr——高溫下預應力鋼筋的應力(N/mm2);4.3.1高溫下結構鋼的有關物理參數按表4.3.1采用。參數名稱熱膨脹系數導熱系數比熱容密度泊松比一4.3.2高溫下結構鋼的屈服強度折減系數按式(4.3.2)計算：4.3.3高溫下結構鋼的彈性模量折減系數按式(4.3.3)計算：式中Xar——高溫下結構鋼的彈性模量折減系數。4.4普通混凝土4.4.1高溫下普通混凝土的導熱系數、比熱容和密度分別按式(4.4.1-1)~式(4.4.1-3)計算：式中λr——高溫下普通混凝土的導熱系數[W/(m·℃)];Per——高溫下普通混凝土的密度(kg/m3);Pe——常溫下普通混凝土的密度(kg/m3)。4.4.2高溫下普通混凝土的熱膨脹應變按式(4.4.2-1)、式(4.4.2-2)計算：鈣質骨料：式中8.,——高溫下普通混凝土的熱膨脹應變。4.4.3高溫下普通混凝土的軸心抗壓強度折減系數按式(4.4.3)計算：式中ner——高溫下普通混凝土的軸心抗壓強度折減系數。4.4.4高溫下普通混凝土的抗拉強度折減系數按式(4.4.4)計算：式中n——高溫下普通混凝土的抗拉強度折減系數。4.4.5高溫下普通混凝土的初始彈性模量折減系數按式(4.4.5)計算：式中Xcr——高溫下普通混凝土的初始彈性模量折減系數。4.4.6高溫下普通混凝土的應力-應變關系按式(4.4.6-1)、式(4.4.6-2)計算：式中σ——應力(N/mm2);far——高溫下普通混凝土的軸心抗壓強度(N/mm2);8or——高溫下普通混凝土的峰值應變；Eo——常溫下普通混凝土的峰值應變，按《混凝土結構設計規范》GB50010確定。4.5高強混凝土4.5.1高溫下高強混凝土的導熱系數、比熱容、密度、熱膨脹應變分別采用普通混凝土的相應取值。4.5.2高溫下高強混凝土的軸心抗壓強度折減系數按式(4.5.2)4.5.3高溫下高強混凝土的初始彈性模量折減系數按式(4.5.3)計算：4.5.4高溫下高強混凝土的應力-應變關系按式(4.5.4-1)、式(4.5.4-2)計算：Eo——常溫下高強混凝土的峰值應變，按《混凝土結構4.6.1混凝土結構采用外貼鋼板或外貼碳纖維布進行加固時，涂料或非膨脹型防火涂料。防火涂料的技術性能應符合《鋼結構防火涂料》GB14907和《建筑鋼結構防火技術規范》4.6.3采用防火板進行防火隔熱處理時，可選擇低密度防火板、中密度防火板和高密度防火板。防火板的技術性能應符合混凝土構件的計算原則和方法，但鋼筋和混凝土的力學性能需厚度不小于表5.2.1的規定，同時角部受拉鋼筋的梁側保護層限要求。耐火極限(min)梁寬(mm)/縱向受拉鋼筋的保護層厚度(mm)厚度不小于表5.2.2的規定，同時角部受拉鋼筋的梁側保護層限要求。表5.2.2連續梁梁寬和縱向受拉鋼筋保護層厚度的最小值耐火極限(min)梁寬(mm)/縱向受拉鋼筋的保護層厚度(mm)一一一一一5.2.4普通混凝土梁的耐火極限可按式(5.2.4)近似計算：式(5.2.4)適用于梁縱向受拉鋼筋配筋率0.5%≤p?≤1.5%的情況。縱向受力鋼筋的保護層厚度不小于表5.3.1的規定且符合以下2縱向受力鋼筋的總配筋率小于4%;離eo,≤0.4h,至經過矩形柱截面重心的y軸的距離en?≤0.4b,具體見圖5.3.4;或組合軸向壓力作用點至圓柱截面重心的距離不大于截面直徑的40%。耐火極限(min)截面尺寸(直徑)(mm)/縱向受力鋼筋的保護層厚度(mm)多面受火單面受火注：μ為組合軸向壓力與該力作用點處柱常溫軸向承載力之比，對于矩形柱后者可利用式(5.3.4-2)計算，計算時材料強度采用標準值。5.3.2當普通混凝土異形柱的截面肢厚和肢高不小于表5.3.2的規定且符合以下條件時，柱滿足相應的耐火極限要求：1縱向受力鋼筋的總配筋率不小于0.6%;2縱向受力鋼筋的保護層厚度不小于30mm;3組合軸向壓力作用點至截面重心的距離與截面回轉半徑之比不大于2.0;4柱的計算長度不大于4.0m。耐火極限(min)肢厚(mm)/肢高(mm)續表耐火極限(min)肢厚(mm)/肢高(mm)采取特殊措施5.3.3普通混凝土柱的高溫承載力可采用常溫方法針對縮減后的有效截面進行計算，也可采用附錄D的高級計算方法進行確定，再根據第3.4.1條和第3.1.2條進行普通混凝土柱的耐火設計。5.3.4普通混凝土矩形柱的耐火極限可按式(5.3.4-1)近似式中R——耐火極限(min);μ——組合軸向壓力與該力作用點處柱常溫軸向承載力之比，其中后者可利用式(5.3.4-2)計算，計算時材料強度采用標準值；ee=e?/r.為偏心率，其中為組合軸轉半徑；eoy和eo分別為組合軸向壓力作用點至經a為組合軸向壓力作用點至截面重心的連線與z軸的夾角(以逆時針方向為正),I.為相對于z。軸的等于a加90°,如圖5.3.4所示；β—βn=c?μ2+eiμ+C?;.c?~C16——具體取值見表5.3.4-1。組合軸向壓力作用點表5.3.4-1參數c?~C??的取值參數組合軸向壓力作用點至截面重心的連線與z軸的夾角a參數組合軸向壓力作用點處的矩形柱常溫軸向承載力可按式(5.3.4-2)計算：f。——常溫下混凝土的軸心抗壓強度(N/mm2);pd?~d??——具體取值見表5.3.4-2。表5.3.4-2參數d?~d?的取值參數續表參數組合軸向壓力作用點至截面重心的連線與z軸的夾角a二0.788式(5.3.4-1)和式(5.3.4-2)的適用范圍為：2.0m≤5.3.5普通混凝土等肢L形柱、T形柱和十字形柱的耐火極限可按式(5.3.5-1)近似計算：之比，其中后者可利用式(5.3.5-2)計算，計L——柱的計算長度(m);p——全截面縱向受力鋼筋配筋率；的夾角(以逆時針方向為正),I.為相對于z。軸的等于a加90°,如圖5.3.5所示；β—βμ=c?μ2+C?μ+C?;c?~c16——具體取值見表5.3.5-1。組合軸向壓力作用點處的異形柱常溫軸向承載力可按式(5.3.5-2)計算：式中N——組合軸向壓力作用點處的柱常溫軸向承載力表5.3.5-1參數c?~c??的取值參數組合軸向壓力作用點至截面重心的連線與z軸的夾角aL形柱T形柱十字形柱d?~d??——具體取值見表5.3.5-2。式(5.3.5-1)和式(5.3.5-2)的適用范圍為：2.0m≤5.4.1當普通混凝土板的板厚以及縱向受拉鋼筋的保護層厚度不小于表5.4.1的規定時，板滿足相應的耐火極限要求。表5.4.1板厚和縱向受拉鋼筋保護層厚度的最小值耐火極限縱向受拉鋼筋的保護層厚度(mm)單向板雙向板注：1l,和l,分別為雙向板的長跨和短2縱向受拉鋼筋的保護層厚度與鋼筋半徑之和大于0.2倍板厚時，需計算5.4.2普通混凝土連續板還應滿足下列要求：1常溫下支座處的負彎矩調幅系數不超過15%;若超過，則連續板的每一跨均應按簡支板考慮并符合表5.4.1的規定。2連續板下部縱向鋼筋伸入支座的錨固長度不應小于10d,d為下部縱向鋼筋直徑。3現澆板的上部構造鋼筋應滿足《混凝土結構設計規范》GB50010—2010第9.1.6條的規定，同時鋼筋伸入板的長度按下列要求增加：表5.3.5-2參數d?~d?的取值參數組合軸向壓力作用點至截面重心的連線與z軸的夾角aL形柱T形柱十字形柱二0.0162d(1)當現澆板的受力鋼筋與梁平行時，沿梁長度方向配置與梁垂直的上部構造鋼筋伸入板內的長度從梁邊算起每邊不宜小于板計算跨度的1/3;(2)周邊與混凝土梁或混凝土墻整體澆筑的單向板或雙向板，其上部構造鋼筋自梁邊或墻邊伸人板內的長度，在單向板中不宜小于受力方向板計算跨度的1/4,在雙向板中不宜小于板短跨方向計算跨度的1/3,且每米板寬中至少有2根通長(3)嵌固在砌體墻內的現澆板，其上部與板邊垂直的構造鋼筋伸入板內的長度，從墻邊算起不宜小于板短邊跨度的五分之一；在兩邊嵌固于墻內的板角部分，雙向上部構造鋼筋伸入的有效截面進行計算，也可采用附錄D的高級計算方法進行確定，再根據第3.4.1條和第3.1.2條進行普通混凝土板的耐火設計。表5.5.1墻厚和縱向受力鋼筋保護層厚度的最小值耐火極限墻厚(mm)/縱向受力鋼筋的保護層厚度(mm)單面受火雙面受火單面受火雙面受火注：μ為組合軸向壓力與該力作用點處墻常溫軸向承載力之比。的有效截面進行計算，也可采用附錄D的高級計算方法進行確定，再根據第3.4.1條和第3.1.2條進行普通混凝土墻的耐火設6.1.2對于混凝土強度等級C60～C80的高強混凝土構件，宜采用下述高溫防爆裂措施之一：于50mm×50mm,鋼絲網表面涂抹厚度15mm的水泥砂漿；2構件表面設置厚度20mm的非膨脹型防火涂料，或厚度隔熱層；6.1.3高強混凝土柱和墻的高溫承載力可根據附錄C采方法針對縮減后的有效截面進行計算，但損傷層厚度a?按式(6.1.3)確定：有效截面內混凝土的抗壓強度和彈性模量采用常溫取值，有效截面之外的鋼筋在高溫承載力計算時需予以考慮，鋼筋強度按所在位置處的溫度由式(4.1.3)逐一確定。計算過程中鋼當按第6.1.2條采取高溫防爆裂措施時，高強混凝土柱和墻的損傷層厚度取500℃等溫線上各點距離截面邊緣的平均深6.2.1第5.3.1條的規定仍適用于高強混凝土柱，但其中縱向受力鋼筋的保護層厚度最小值需調整為kcm:n+2mm,同時矩形柱最小截面尺寸和圓柱最小直徑需增大2cm:n(k-1)+4mm,Cmin為表5.3.1給出的縱向受力鋼筋保護層厚度的最小值，k按第5.3.1條的規定直接適用于高強混凝土柱。6.2.2高強混凝土柱可按第6.1.3條、第3.4.1條和第3.1.2式中L——柱的計算長度(m),2.0m≤L≤4.0m;β0表中b——柱的截面寬度(m);n——組合軸壓力與柱截面常溫軸壓承載力之比，計eo——組合軸向壓力作用點至柱截面重心的距離6.3.1第5.5.1條的規定仍適用于高強混凝土墻，但其中縱向受力鋼筋的保護層厚度最小值需調整為hkcmn+2mm,同時對于單面受火和雙面受火情況，墻厚最小值需分別增大50(k-1)mm和100(k-1)mm,c.:n為表5.5.1給出的縱向受力鋼筋保護層厚度的最小值，k按第6.1.3條確定。當按第6.1.2條采取高溫防爆裂措施時，第5.5.1條的規定直接適用于高強混凝土墻。6.3.2高強混凝土墻可按第6.1.3條、第3.4.1條和第3.1.27.1一般規定7.1.1高溫下預應力混凝土構件的承載力計算可采用常溫下預應力混凝土構件的計算原則和方法，但鋼筋和混凝土的力學性能需依據截面溫度場進行相應的修正。構件高溫承載力計算過7.1.2高溫下預應力混凝土構件的截面可近似以縮減后的有效截面予以等效，有效截面的確定方法同第5.1.2條。有效截面內混凝土的抗壓強度和彈性模量采用常溫取值，有效截面之外的鋼筋在構件高溫承載力計算時需予以考慮，鋼筋強度根據所在位置處的溫度按第4.1節或第4.2節逐一確定。7.2.1當預應力混凝土梁的縱向預應力鋼筋的保護層厚度不小于表7.2.1的規定時，梁滿足相應的耐火極限要求。表7.2.1縱向預應力鋼筋保護層厚度的最小值約束條件梁截面寬度b(mm)耐火極限(min)簡支簡支連續連續出的，對于K≠1.7的情況應將表中數值乘以(1.7/K)?.5;保護層厚度同時指梁底和梁側的保護層厚度。常溫受彎承載力計算時，鋼筋和混凝土強7.2.2預應力混凝土梁的高溫承載力可采用常溫方法針對縮減后的有效截面進行計算，也可采用附錄D的高級計算方法進行確定，7.2.3判別。注：圖中橫坐標為梁截面短邊尺寸，縱坐標為依據式(3.4.1)的作用效應組合計算的截面常溫壓應力。7.2.4當按第7.2.3條判斷發現高溫下預應力混凝土梁易發生爆裂時，可按第6.1.1條和第6.1.2條的措施進行防爆裂處理，也可在受力鋼筋外側的混凝土保護層內配置鋼筋網，如圖7.2.4所示。鋼筋網的鋼筋直徑不宜小于6mm,網格邊長不大于結構設計規范》GB50010要求的保護層厚度。7.2.5預應力混凝土連續梁第一內支座上部負彎矩鋼筋伸人該支座兩側梁內的長度均應滿足式(7.2.5):式中l——負彎矩鋼筋伸入第一內支座兩側梁內的長度l?——與第一內支座相鄰兩跨的計算跨度較大值(mm);d——鋼筋直徑(mm)。圖7.2.4注：圖中A為箍筋外側受拉混凝土的橫截面積；Aa為鋼筋網中沿梁長方向鋼筋的保護層厚度不小于表7.3.1的規定時，柱滿足相應的耐火極限表7.3.1截面尺寸和縱向預應力鋼筋保護層厚度的最小值耐火極限截面尺寸(mm)/縱向預應力鋼筋的保護層厚度(mm)多面受火單面受火注：表中K為柱的控制截面常溫受彎承載力與其組合彎矩之比；上標“*”表示柱內所用鋼筋不少于8根。受彎承載力計算時，鋼筋和混凝土強度采用標準值。后的有效截面進行計算，也可采用附錄D的高級計算方法進行確定，再根據第3.4.1條和第3.1.2條進行預應力混凝土柱的耐采用第7.2.3條給出的方法。7.3.4當按第7.3.3條判斷發現高溫下預應力混凝土柱易發生爆裂時，可按第6.1.1條和第6.1.2條的措施進行防爆裂處理，也可在受力鋼筋外側的混凝土保護層內配置鋼筋網。鋼筋網的鋼筋直徑和網格邊長，以及鋼筋網外層鋼筋的混凝土保護層厚度等要求同第7.2.4條。于表7.4.1-1和表7.4.1-2的規定時，板滿足相應的耐火極限表7.4.1-1單向板縱向預應力鋼筋保護層厚度的最小值約束條件耐火極限(min)簡支連續表7.4.1-2雙向板縱向預應力鋼筋保護層厚度的最小值長邊與短邊之比耐火極限(min)7.4.2預應力混凝土板的高溫承載力可采用常溫方法針對縮減后再根據第3.4.1條和3.1.2條進行預應力混凝土板的耐火設計。效荷載共同作用下迎火面混凝土的常溫名義拉應力應滿足式f——常溫下混凝土的抗拉強度，計算時取標準 凝土保護層內配置鋼筋網。鋼筋網的鋼筋直徑不宜小于6mm,網格邊長不大于150mm,板厚方向設不少于雙向φ6@600拉結7.5.1當預應力屋架下弦桿的截面尺寸和縱向預應力鋼筋的保護層厚度不小于表7.5.1的規定時，下弦桿滿足相應的耐火極限要求。耐火極限(min)截面尺寸(mm)/縱向預應力鋼筋的保護層厚度(mm)注：預應力屋架下弦桿的截面面積不應小于截面最小尺寸平方的2倍；普通鋼筋的混凝土保護層最小厚度可比表中數值減少5mm,但不小于《混凝土結構設計規范》GB50010對保護層厚度的規定。7.5.2預應力屋架下弦桿的高溫承載力可采用常溫方法針對縮減后的有效截面進行計算，也可采用附錄D的高級計算方法進行確定，再根據第3.4.1條和第3.1.2條進行預應力屋架下弦桿的耐火設計。7.5.3火災下預應力屋架下弦桿的總拉伸變形(即常溫變形與高溫變形之和)不應大于計算跨度的萬分之五。7.5.4預應力屋架的上弦桿和受壓腹桿按柱進行耐火設計，受拉腹桿按下弦桿進行耐火設計，節點耐火性能不低于桿件的耐火性能。8型鋼混凝土構件8.1.1型鋼混凝土梁的耐火極限可按下式計算：式中R——耐火極限(min),且RT≤150min;M.——常溫下梁跨中受彎承載力(kN·m),計算時材料強度采用標準值；C——梁的截面周長(mm)。式(8.1.1)的適用范圍為：鋼筋屈服強度235～400MPa、型鋼屈服強度235～420MPa、C30～C60混凝土、截面含鋼率0.03～0.15、縱向受拉鋼筋配筋率0.6%～1.8%、截面高寬比1.5～2.5、梁截面周長1200～3200mm。型鋼和縱筋的保護層厚度應分別滿足《型鋼混凝土組合結構技術規程》JGJ138和《混凝土結構設計規范》GB50010的規定。8.2.1型鋼混凝土柱的耐火極限可按式(8.2.1)計算，也可根據附錄E查得：式中R——耐火極限(min),且RT≤180min;之比，其中后者可按《型鋼混凝土組合結構技術規程》JGJ138確定，計算時材料強度采用標式(8.2.1)的適用范圍為：鋼筋屈服強度235～400MPa、型鋼屈服強度235～420MPa、C30～C80混凝土、截面含鋼率0.02～0.15、縱向受力鋼筋配筋率1%~5%、截面高寬比1～2、偏心率0～1.2、柱長細比10~120、柱截面周長1200~6000mm。繞強軸彎曲時偏心率=2e?/h,繞弱軸彎曲時偏心率=2e?/b,e。為組合軸向壓力作用點至截面重心的距離。型鋼和縱筋的保護層厚度應分別滿足《型鋼混凝土組合結構技術規程》9.1.1混凝土構件采用外貼鋼板或外貼碳纖維布進行加固時，9.1.2混凝土構件采用增大截面法進行加固時，加固構件的耐火設計應符合第5、6、7章的相應規定。9.2.1采用梁底粘貼碳纖維布或鋼板進行抗彎加固的混凝土梁，防火隔熱層宜從梁底面延伸至梁側面，且梁側面防火隔熱層的設置高度不應小于梁底至底部最上排縱向受拉鋼筋中心的距離加上100mm,同時梁側面防火隔熱層的厚度宜與梁底面防9.2.2采用非膨脹型防火涂料進行防火隔熱處理時，碳纖維布抗彎加固混凝土梁所需的防火涂料厚度可根據附錄F確定。9.3.1采用板底粘貼碳纖維布進行加固的混凝土板，防火隔熱層從碳纖維布邊緣向外延伸的寬度不宜小于20mm。9.3.2采用膨脹型防火涂料進行防火隔熱處理時，碳纖維布加固混凝土單向板所需的防火涂料厚度可根據附錄F確定。9.3.3對于碳纖維布加固混凝土雙向板，可沿兩個正交方向分別利用第9.3.2條按單向板確定所需的防火涂料厚度，并取兩方向對應的防火涂料厚度較大值作為最終防火涂料厚度。度宜為5～10mm,且須在前一層涂料基本固化或干燥后方可施工后一層。為防止火災中涂層脫落，宜在涂層內部設置一層鋼涂層一般噴2～3遍，每遍厚度不應超過2.5mm,且必須在前一附錄A室內火災的空氣溫度對于通風控制型火災(當Aw√h/A?<0.07時),最高溫度由墻和頂棚(不包括開口)組成的散熱表面積t.=0.63t式中t——全盛期火災持時(min),由式(A-5)或式原則折合而成的當量木材的總質量(kg),其中為第i種可燃材料的質量(kg)和單位發熱量(MJ/kg),H按表A-1確定；A——A?=φM?,其中φ為燃料的比表面積(m2/kg),一般家具0.1<φ<0.4m2/kg,最常見為0.12~據建筑物使用功能確定的火災荷載密度受火房間的地板面積(m2)。表A-1可燃材料的單位發熱量H;材料名稱材料名稱材料名稱無煙煤橡膠輪胎聚苯乙烯石油瀝青絲綢石油紙及制品稻草泡沫塑料炭木材聚碳酸酯衣服羊毛聚丙烯煤、焦炭合成板聚氨酯軟木聚氯乙烯棉花聚丙烯甲醛樹脂續表材料名稱材料名稱材料名稱谷物賽璐璐汽油油脂環氧樹脂柴油廚房廢料三聚氰胺樹脂亞麻籽油皮革苯酚甲醛煤油油氈聚酯焦油泡沫橡膠聚酯纖維苯異戊二烯橡膠聚乙烯甲醇石蠟甲醛泡沫塑料乙醇表A-2火災荷載密度q?建筑使用功能火災荷載密度q?(MJ/m2)住宅、公寓一般辦公室醫院病房旅館住室會議室、講堂、觀眾席設計室教室圖書室(設書架)商場2表A-2中只包括使用可燃物，不包括裝修可燃物和可燃建筑構件。當存在后兩者時，應按其實際質量并結合表A-1以加當量木材的質量。附錄B標準火災升溫條件本附錄給出標準火災升溫條件下的矩形截面構件的截面溫(1)受火時間取為30、60、90、120、150、180min共(2)構件截面由勻質連續的混凝土材料組成，不考慮截面上鋼筋面積的影響，也不計及混凝土開裂或表層崩脫后截面局(3)高溫下普通混凝土的導熱系數、比熱容和密度分別按式(4.4.1-1)、式(4.4.1-2)和式(4.4.1-3)進行確定。由于截面和邊界條件的對稱性，對于三面受火和四面受火情況，本附錄只給出了部分截面(見圖B-1的陰影區域)的溫圖B-1溫度曲線所在截面區域圖B-2給出了單面受火情況下樓板或墻的截面溫度場，圖B-3～圖B-13給出了相鄰兩面受條件查得溫度曲線后再進行插值計算。00000圖B-2單面受火情況下樓板或墻的截面溫度場(a)板厚/墻厚80mm;(b)板厚/墻厚100mm;(c)板厚/墻厚120mm;(d)板厚/墻厚150mm000000圖B-2單面受火情況下樓板或墻的截面溫度場(續)000000(e)(f)圖B-3相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場(截面尺寸：300mm×300mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(e)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min0至側邊距離(mm)000%%00圖B-4相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場(截面尺寸：300mm×500mm)900℃008%%00%400爪(000 至側邊距離(mm)000圖B-6相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場(截面尺寸：400mm×400mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min0501001502002503003504000600(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min圖B-7相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場(截面尺寸：400mm×600mm)(續)(e)升溫時間150min;()升溫時間180min00))(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min0000000%5010015020025030035501001502002503003500%5010015020025030035501001502002503003500000o(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;00%(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120minP%圖B-10相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場%%圖B-11相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場(截面尺寸：600mm×600mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min000700C000(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min00600%圖B-12相鄰兩面受火情況下柱的截面溫度場(截面尺寸：700mm×700mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;000%0EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up8(0),0)000(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;f)升溫時間180min00600C800C0000000000(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;()升溫時間180min100日0(截面尺寸：300mm×300mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min350日%150日50日0000000圖B-17三面受火情況下梁或柱的截面溫度場(截面尺寸：300mm×500mm)00000000圖B-18三面受火情況下梁或柱的截面溫度場(截面尺寸：300mm×700mm)0。o0(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min00000100℃600(C(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)000900C00至00(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;()升溫時間180mino%%圖B-22三面受火情況下梁或柱的截面溫度場(截面尺寸：500mm×500mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫120min;(e)升溫150min;(f)升溫180min00600C000(截面尺寸：600mm×600mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min000000000))(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min0(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間90min;(f)升溫時間120min至側邊距離(mm)0至側邊距離(mm)0150日150日至側邊距離(mm)0至側邊距離(mm)0至側邊距離(mm)至側邊距離(mm)至離至離000(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180min0200日175日150日125日125日175日0150日000至250日400C250175日大900℃(截面尺寸：300mm×500mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(e)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(J)升溫時間180min000000(截面尺寸：300mm×700mm)(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;0000255075100125.150000025507510012515017200日00(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;12575 150125100日0EQ\*jc3\*hps26\o\al(\s\up6(5),o)至側邊距離(mm)250日7550至側邊距離至側邊距離(mm)0至側邊距離(mm)至側邊距離(mm)300日755025%00(a)升溫時間30min;(b)升溫時(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;(f)升溫時間180m175日175日100日o325日0000(截面尺寸：400mm×800mm)0255075100125150175200025507510012515017520000250印255075100125150175200255075100125150175200000至至至)至(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間150min;f)升溫時間180min00150日o0(截面尺寸：500mm×800mm)0o圖B-33四面受火情況下柱的截面溫度場00o0000(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;o0000%%0哈0O(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;(e)升溫時間90min;(f)升溫時間120min00501001502002s000至側邊距離(mm)900℃000(a)升溫時間30min;(b)升溫時間60min;(c)升溫時間90min;(d)升溫時間120min;"(e)升溫時間90min;(J)升溫時間120minC.1.1基本原理和適用范圍1本方法適用于標準升溫條件(即空氣溫度遵循標準火災升溫曲線),或與標準升溫條件產生的構件溫度場相似的其他升溫條件。當不符合這一原則時，需根據構件截面溫度場并考慮混凝土和鋼筋的高溫強度進行綜合分析。2本方法適用于構件截面寬度大于表C-1中最小截面寬度的情況。對于標準升溫條件，最小截面寬度取決于構件的耐火極限；對于其他升溫條件，例如式(A-1),最小截面寬度取決于火災荷載密度。最小截面寬度取決于構件耐火極限耐火極限(min)6090120最小截面寬度(mm)最小截面寬度取決于火災荷載密度火災荷載密度(MJ/m2最小截面寬度(mm)3簡化計算方法采用縮減的構件截面尺寸，即忽略構件表面的損傷層。損傷層厚度az,5o取為截面受壓區500℃等溫線上各點距離截面邊緣的平均深度。假設溫度大于500℃的混凝土對構件承載力沒有貢獻，而溫度不大于500℃的混凝土的抗壓強度和彈性模量采用常溫取值，其中常溫抗壓強度采用標準值。C.1.2壓彎截面的設計步驟在上述縮減截面方法的基礎上，高溫下混凝土截面的承載力計算可采用下述步驟：1確定截面500℃等溫線的位置；2去掉截面上溫度大于500℃的部分，得到截面的有效寬度b和有效高度h(圖C-1)。等溫線的圓角部分可近似處理成直角。3確定受拉區和受壓區鋼筋的溫度。單根鋼筋的溫度可根據鋼筋中心處位置由附錄B給出的構件截面溫度場曲線獲得。對于落在縮減后的有效截面之外的部分鋼筋(圖C-1),在計算該截面的高溫承載力時仍需予以考慮。4根據鋼筋的溫度以及式(4.1.3)確定鋼筋強度，確定過程中鋼筋的常溫強度采用標準值。5針對縮減后的有效截面以及由步驟4獲得的鋼筋強度，采用常溫計算方法確定截面的高溫承載力。bab6比較并判斷截面的高溫承載力是否大于相應的作用效應C.1.3若截面鋼筋分層布置且各鋼筋直徑相等，可采用下述方法確定受拉區和受壓區鋼筋中心至縮減后的有效截面受拉區邊緣和受壓區邊緣的距離ag和a':式中aj,a',——分別為受拉區和受壓區第j層鋼筋中心式中aj,a',——分別為第j層鋼筋的平均高溫抗拉強度和抗壓強度，采用式(C-3)、式(C-4)f;(T),f',(T)——分別為溫度T時第j層第i根鋼筋的抗拉強n;——第j層鋼筋的根數。若截面鋼筋非分層布置且各鋼筋直徑不等，可采用下述方法確定受拉區和受壓區鋼筋中心至縮減后的有效截面受拉區邊緣和受壓區邊緣的距離a和a',:式中A,A',——分別為受拉區和受壓區第i根鋼筋的橫截a,a';——分別為受拉區和受壓區第i根鋼筋至縮減后C.2300℃和800℃等溫線法高溫下普通混凝土構件縮減后的有效截面也可采用下述步驟獲得：①確定構件截面上的300℃和800℃等溫線；②將300℃和800℃等溫線近似化整為矩形；③保留300℃等溫線以內的全部面積，忽略800℃等溫線以外的全部面積，300℃和800℃等溫線之間的部分寬度減半。圖C-2分別舉例給出了構件三面受火和四面受火時，根據上述步驟獲得的有效截面。圖中b300和h?0分別為與300℃等溫線對應的近似矩形的寬度和高有效截面內混凝土的抗壓強度和彈性模量采用常溫取值，有效截面之外的鋼筋在構件高溫承載力計算時仍需予以考慮，鋼筋強度按所在位置處的溫度由式(4.1.3)逐一確定。在此基C.3.1本方法僅適用于標準升溫條件(即空氣溫度遵循標準火災升溫曲線)。本方法比500℃等溫線法更準確，尤其是對于柱C.3.2高溫下混凝土構件截面采用縮減后的有效截面代替，忽略構件受火面損傷層厚度a?或a?以外的部分(即圖C-3中的陰影區域)。以厚度為2w的相對兩面受火墻為基本構件，圖C-3(a)對于圖C-3(c)所示厚度為w的單面受火板，其受火面br◎◎br◎◎eje0b80bribrib2◎1◎圖C-2有效截面的確定的損傷層厚度可近似取厚度為2w的相對兩面受火厚墻(見圖C-3(b))的損傷層厚度a?。對于圖C-3(d)所示三面受火梁的腹板和翼緣部分，其受火面的損傷層厚度可分別采用圖C-3(a)和C-3(b)對應的損傷層厚度a?和a2。對于截面寬度小于截面高度的矩形構件，底部或端部受火面的損傷層厚度可假設與側向受火面的損傷層厚度a?一致，見C.3.3相對兩面受火墻的受火面損傷層厚度可用下列方法進行圖C-3受火面的損傷層厚度和縮減后的有效截面1在厚度方向上將墻平分為兩半，每一半劃分成n個(n≥3)等寬條帶(圖C-4),M點為平分線上任意一點。折減系數。對于普通混凝土和高強混凝土，可分別利用式 式中n"(Tm)——圖C-4中M點的混凝土抗壓強度折減構件縮減后的有效截面。假定有效截面內各點的混凝土抗壓強度相等，且均等于平分線上M點(圖C-3)的混凝土抗壓強度，采用常溫下的承載力計算方法即可確定該有效截面的高溫承載力。計算過程中，有效截面之外的部分鋼筋仍需予以考慮。鋼筋的常溫強度以及M點混凝土的常溫抗壓強度均采用標準值。附錄D高級計算方法對于第3.1.3條規定的建筑結構，在進行整體火災分析時需考慮室內火災的實際升溫曲線、高溫下材料性能的逐漸劣化，以及構件熱變形和相鄰構件之間相互約束的影響。高溫下鋼筋和混凝土的材料特性與常溫時相差很大，最顯著的區別是其本構模型與溫度和時間參數有關，除應力引起的應變以外，還有熱膨脹應變、鋼筋的高溫瞬時蠕變、混凝土的瞬態熱應變和短期高溫徐變。隨著溫度的升高，鋼筋和的導熱系數、比熱容、密度等熱工參數以及熱膨脹系數也不斷為了全面把握混凝土構件和結構的高溫行為，可以對其進行火災條件下的非線性全過程分析。目前，通常采用大型通用程序首先對混凝土構件和結構的時變內部溫度場進行計算，然后在此基礎上考慮材料高溫性能的時變特性，開展構件和結構的高溫力學分析，進而獲得構件和結構的高溫承載力隨升溫時間的變化情況，再根據第3.1.2條判斷構件或結構的耐火設計附錄E型鋼混凝土柱的耐火極限組合軸向壓力與該力作用點處柱常溫軸向承載力之比長細比截面尺寸耐火極限滿足3h耐火極限的最小截面尺寸續表組合軸向壓力與該力作用點處柱常溫軸向承載力之比長細比截面尺寸耐火極限滿足3h耐火極限的最小截面尺寸續表組合軸向壓力與該力作用點處柱常溫軸向承載力之比長細比截面尺寸耐火極限滿足3h耐火極限的最小截面尺寸續表組合軸向壓力與該力作用點處柱常溫軸向承載力之比長細比截面尺寸耐火極限滿足3h耐火極限的最小截面尺寸點附錄F碳纖維布加固混凝土梁和板的防火涂料厚度耐火極限β0000078000000770000000770000000007900000000000000780000077000000770000000770000000007900000000007耐火極限β0007800007700000770000007700000000700000000079000000000770077一0007700000700000070000000700000000790000000077耐火極限β07一一一一00一一一007一00070000700007700000770一一一一一07一一一一00一一007一000700077000077耐火極限β7一一一一一一0一一一一一07一一一00一一007一000700077一一一一一一一7一一一一一一06一一一一07一一一009一一007一0007耐火極限βC07一一一一一一00一一一一一007一一一一000一一一0007一一0007一000070一一一一一一一07一二一一一一009一一一一一007一一一一000一一一0007一一0007一耐火極限β7一一一一一一一08一一一一一一一07一一一一一一009一一一一一007一一一一000一一一0007一一7一一一一一一一一7一一一一一一一07一一一一一一一07一一一一一一008一一一一一007一一一一000一一一0跨中組合彎矩；M為常溫下加固梁的跨中受彎承載力表示在該條件下使用當前防火措施無法實現規定的耐火極限0耐火極限C00000330000003300000003330000000003000003300000003330000000033000000333400