编者按
钢结构因其经济和技术的优越性、低碳减排、循环经济以及可工业化、产业化发展,而被广泛应用。《钢结构(中英文)》自创刊以来,即以推动钢结构领域学术水平的提升和发展,加快钢结构产业的进步和繁荣为目标,坚持以技术方针政策和技术发展趋向的指导性、推动科技工作发展的针对性、解决生产建设中重大技术问题的实用性和促进技术进步的创新性为宗旨,以引领钢结构科技发展的未来与方向。随着科学技术的飞速发展,信息资源开发利用的理念、技术和方法都发生了重大变化。为了充分利用互联网信息海量、方便、快捷的特点,更好地发挥学术期刊的权威性和技术优势, 从2020年第2期开始,由《钢结构(中英文)》编辑部和土木吧微信公众号联手推出“钢结构热点探析”栏目, 就实际工作中遇到的有关钢结构的热点问题展开讨论,并给出简明建议, 以实现平面媒体与网络媒体的互动, 全方位、多途径、多层次地开发利用期刊、网络等重要资源, 为读者服务。也希望广大读者朋友踊跃参加讨论,积极投稿,将论坛办得有生气、有意义、有价值,为钢结构事业的蓬勃发展贡献力量。
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问题引入
在以往的钢结构设计中,设计师只根据规范注明的建筑耐火等级、构件耐火极限,并注明防火涂料的选型,就算完成钢结构的防火设计了。但随着GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》(简称《钢防火规范》)的实施,按上述简易的防火设计方法,没有提供防火计算书,只是加个简单设计说明,越来越多的图审公司将作为违反强条处理,合理吗?
网友讨论
PKPM和YJK里面都有防火验算的。很多常规的防护情况都是可以满足的。如果差一点,可以调一下等效热传导系数和等效热阻系数这两个参数。
作为审图人,我也认为这条强条过于严苛,以前从不提,现在单位规定漏审强条罚款后才以非强条提出。作为房屋建筑,尤其是单层钢结构厂房,只要控制人员能疏散就好了。难道做了防火设计,着火后厂房不经鉴定加固就可以接着用吗?
《钢防火规范》规定很详尽,但是还应该收集一些推广常规防火材料的参数,让设计人员选择产品的参数有个参考依据,特别是目前一些新型防火材料的应用,这样计算的结果才有标准可依。
这条算强条,我觉得无可厚非,只是计算方法,但很多防火涂料的相关参数,并没有指导性意见,能否落实,然后计算出来的是否正确? 这个都不能控制。
《钢防火规范》第3.2.6条规定耐火极限法就是耐火计算的三种方法之一,只要总说明中注明了构件的耐火极限,就应该认为是进行了耐火计算,以前设计和审图都是这样执行的。最近的审图质量抽查中,很多项目被认定违反了强条,确实值得商榷。
钢结构构件的耐火验算和防火设计,可采用耐火极限法。防火涂料承包商需根据钢结构图中耐火极限的要求制定合理的涂料配套。
采用膨胀型防火涂料,防火计算中钢构件要给施工单位提供等效热阻值,给审图单位提供用以考虑防火偶然组合计算下的钢构件荷载比。
没提供计算书确实不能说明就不满足《钢防火规范》要求,类似问题,审图专家提强条有点过了。
《钢防火规范》对于大空间火灾未给出计算公式,所以导致规范要求计算,但又不说怎么算。
防火计算书必须要有,就看设计师如何变通,只要有审图专家一般就不会深究。
1)大部分建筑工程设计是普普通通实用技术并非高新尖端科学问题,应该尽可能“平易近人”,简单方便快捷,而不应神秘化。强调概念设计避免过于依赖电脑软件的“精确”计算结果。
2)众所周知,钢材并非可燃更不是“易燃” 之物,即使毫无防护措施(涂刷防腐涂料等)也不怕火烤,尽管持续高温可能软化,但此种情况极少,只要严加防范则几乎不会出现。可以设想普通民居中的可燃物无非就是木制家具,衣物书籍,少量食品等总的数量不会太多,即使着火后任其自灭也不至于使得钢结构柱梁软化,即使燃烧几小时只要不受火苗直接作用也不会达到钢材软化温度。需要重点注意的是易燃品生产与存放的建筑物包括工业厂房、仓库、商场等。
3)防范任何灾害(风、火、震等)包括意外超载,建议参考抗震设计三水准略加修改: “小灾不坏,中灾不挠(大变形),大灾不倒”。
4)建议组织科研攻关尽快研发比较廉价的建筑用耐火钢材及高性能耐火涂料。
5)大幅度提高真正可燃易燃建筑( 竹木结构等)的防范措施,严格限制此类建筑的使用。
没提供计算书不能说明就没算,也不能说明就不满足《钢防火规范》要求,提个“补充计算书”比较合适。法律还讲疑罪从无呢。
问题分析
《钢防火规范》第3.2.1条规定,“钢结构应按结构耐火承载力极限状态进行耐火验算与防火设计。”此条明确指出,为保证钢结构在设计耐火极限时间内的承载安全,必须进行承载力极限状态验算。
只是简单注明构件的建筑耐火等级、构件耐火极限和防火涂料的选型等,不是规范意义上的“耐火极限法”,这种方法不可能与“承载力法”或“临界温度法”有相同的验算结果。
如果采用《钢防火规范》“耐火极限法”,委托方应为实验室提供试验样品和所有结构细节、图纸及生产商和供应商的列表;试件通常应采用实际尺寸;试件结构材料、结构要求和安装方法应能代表构件的实际使用状况。如果建筑的构件种类(截面) 很多,试验量将很大、费用将很高。《钢防火规范》第3.2节条文说明指出:“采用基于建筑构件标准耐火试验的方法” “往往需要进行一系列的试验方可确定合适的防火保护措施。进行这样一系列的耐火试验,费用高。为了改善这一情况,尽量能减少试验次数,在总结大量构件标准耐火试验结果的基础上,许多国家的规范给出了通用的构件耐火极限表(如外包一定厚度混凝土的钢构件耐火极限)。但这些构件的耐火极限比较粗略,没有反映钢构件的截面大小与形状及受荷水平等因素的影响。为此,国际社会在1970年前后开始研究建立基于结构分析与耐火验算的钢结构防火设计理论与方法,并于20世纪80年代开始编制基于结构分析与耐火验算的钢结构防火设计规范。”《钢防火规范》中的“承载力法”和“临界温度法”就是“基于结构分析与耐火验算”的方法。
因此,虽然《钢防火规范》第3. 2. 6 条列出了“耐火极限法”,但实际上操作起来难度大,试验时间长、造价高,应采用“承载力法”和“临界温度法”进行钢结构防火设计。
作者:
邹安宇(天津大学建筑设计规划研究总院有限公司)
刘卫国(中国建筑第二工程局有限公司)
来源:
本文刊登于《钢结构(中英文)》2021年36卷第5期,55-56页。