高德志， 陈 辉

(北京迈达斯技术有限公司， 北京 100044)

0 引言

鉴于钢材自重轻、强度高、施工周期短、可工厂化制作等优点，近些年我国的钢结构建筑建设数量日益增多。

钢材作为建筑材料来说，防火性能并不好。这是因为钢材热传导系数很大，火灾作用下升温非常快，同时钢材在火灾下力学性能大幅退化。根据《建筑钢结构防火技术规范》(GB 51249—2017)[1](简称防火规范)条文说明第6.1.1条，在一般室内火灾或ISO-834标准火灾作用下，15～20min内着火空间的环境温度可达600℃以上，如图1所示。根据防火规范6.2.1条条文说明的表10，截面形状系数大于150m-1以上的无防火保护钢构件，在受火15～20min时，构件温度即可达到600℃以上。同时钢材的屈服强度只有常温时的50%；当温度达到700℃时，钢材的屈服强度只有常温时的20%。高强度钢材的力学性能在高温条件下则退化更为严重。

图1 一般室内火灾与高大空间火灾的升温曲线比较

以往的钢结构防火设计更多的是从建筑层面的防火构造措施来解决[2-5]，而结构层面的防火设计很少涉及。接下来笔者将结合防火规范的理解与midas Gen软件应用来分享钢结构防火设计方法。

1 钢结构防火设计方法

防火规范第2.2.6条中提出了3种钢结构构件的耐火验算和防火设计方法，即耐火极限法、承载力法和临界温度法。

1.1 耐火极限法

耐火极限法是基于《建筑构件耐火试验方法》(GB/T 9978.1—2008)[6]标准试验的抗火设计方法。在设计荷载作用及火灾作用下钢结构构件的实际耐火极限不应小于其设计耐火极限。《建……