前言：本文是对上一篇《消防设计》的补充，解答了读者提出的主要问题，并给出了一个简单的消防实例，帮助读者了解消防设计的主要流程。
1.几个常见的知识点
1. 现行防火设计相关法规概述
1）建筑设计防火规范（2018年版）（GB50016-2014）
2）《钢结构防火涂料应用技术规范》（T/CECS24-2020）
3）《建筑构件耐火试验方法第1至9部分》（GB/T9978.1~9-2008）
4）《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）
5）钢结构防火涂料（GB14907-2018）
2、GB50016-2014及旧版CECS24的设计要求很简单，以表格形式给出了涂层厚度与耐火时间的对应关系。GB51249-2017颁布后，不应再使用，但可以以涂刷厚度范围作为设计参考。
膨胀型（薄涂型）防火涂料性能
涂层厚度(mm)
5.5
耐火时间(h)
0.5
1.0
1.5
非膨胀型（厚涂型）防火涂料性能
涂层厚度(mm)
15
20
三十
40
50
耐火时间(h)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3、GB51249-2017第4.1.3.4条要求非膨胀型防火涂料厚度不应小于10mm，GB14907-2018第5.1.5条要求非膨胀型防火涂料厚度不应小于15mm，膨胀型防火涂料厚度不应小于1.5mm，设计时请留意GB14907-2018。
4、关于防火涂料的设计和检验要求，正如前文所说，应提供等效热阻，而不仅仅是耐火时间。
下图为不符合GB51249-2017第5.3.3条要求的涂层检测报告：
下图是符合GB51249-2017中5.3.3条要求的涂层检测报告：
5、关于常用的等效热阻值，根据GB51249-2017第6.2.2条规定，取值范围为0.01~0.5。等效热阻值越大（即涂层厚度越厚或涂层性能越高），涂层防护性能越好，构件在耐火时间内的温升越低，构件在高温下屈服的可能性越小。
6、根据GB51249-2017中公式5.1.2-2，估算钢材高温强度折减系数：
温度（℃）
300
400
500
600
700
强度折减系数
1.0
0.94
0.71
0.45
0.23
从上表可以看出钢结构防火涂料应用技术规程，在正常条件下，一般构件在耐火时间内温度升至500~600℃时，均可能产生屈服。 可结合GB51249-2017中简化公式6.2.3估算温升，初步确定构件所需的等效热阻。
7、目前常用的防火计算软件，YJK采用承载力法，3d3s同时采用承载力法和临界温度法。有读者指出，有时软件计算同一构件时，两种方法计算结果的等效值差别很大。这是因为，按临界温度法计算时，GB51249-2017中的表7.2.1~7.2.5-2未提供强度或稳定荷载比为R0.90时的临界温度。对于强度或稳定荷载比低于R0.90的构件，两种方法计算结果的等效值可能差别很大。这种情况下，应采用承载力法计算。
8.根据GB51249-2017第3.2.5条规定，对于网架、桁架等主要承受轴向拉、压作用的构件，应考虑热膨胀效应对内力的影响。
9、根据GB51249-2017第3.1.2条规定，对仅支撑屋面板的檩条，没有耐火极限要求。
10、根据GB51249-2017第8.2.1条规定，当组合楼板中的波形钢板仅作为建筑模板使用时，无需进行防火保护。
2.简易防火设计案例
以下为花纹钢板楼板的简易防火设计案例。之所以选择花纹钢板楼板，一是可以只计算单轴弯曲强度，不计算稳定性，流程比较简单；二是目前常用的软件只计算梁、柱构件的防火，本例计算楼板的防火，可以作为软件的补充。计算条件如下（注：本例荷载值偏大，计算楼板挠度为4.4mm（1/159L），常规计算结果可能不符合实际工程要求，读者可忽略）。
某钢结构平台，楼面采用7mm花纹钢板（Q235B），次梁间距700mm，楼面计算模式为单向简支弯曲钢结构防火涂料应用技术规程，恒荷载含楼面自重5.5kN/m2，活荷载5.5kN/m2，活荷载频率系数Ψf=0.7，楼面设计耐火极限为60min，耐火等级为二级，楼面四面受火，双面涂抹膨胀型防火涂料，楼面截面形状系数Fi/V=2/0.007=285.7。
单位宽度恒荷载弯矩标准值：
千牛*米
单位宽度活载弯矩标准值：
千牛*米
弯矩设计值的常规计算：
千牛*米
楼面应力比的常规计算：
在进行耐火极限计算之前，需要确定楼面是否需要做楼面保护。查阅GB51249-2017中第6.2.1条表10，当未保护构件的耐火极限时间为60分钟时，构件体形系数为285.7，构件温度将达到942℃以上，此时钢材强度基本丧失，应做楼面保护。
耐火计算时作了简化处理，忽略地暖作用下的温度内力（GB51249-2017第3.2.5条规定，对于受弯构件，可忽略热膨胀影响，火灾下构件的边界约束和外荷载作用下的内力可取常温下的边界约束和内力）
抗火计算弯矩设计值：
KN*m（GB51249-2017公式3.2.2-1）
地板温升计算（GB51249-2017简化公式6.2.3），假设等效热阻Ri=0.15：
（摄氏度）
按承载力法计算：
钢材屈服强度高温折减系数ηsT=0.346（GB51249-2017公式5.1.2-2）
钢材高温强度fT=ηsTf=0.346*215=74.4N/mm2（GB51249-2017公式5.1.2-1）
火灾下部件的强度验证
（GB51249-2017公式7.1.3）
按承载力法计算。
按临界温度法计算：
截面强度荷载比
（GB51249-2017公式7.2.3-1）
查阅GB51249-2017表7.2.1，采用插值法确定R为0.326时临界温度Td=651.5(℃)。
耐火极限下组件最高温升
，采用临界温度法计算。
即地板设计等效热阻
，两种方法的计算结果相当且都接近极限。
参照某型号防火涂料的检验报告：当涂层厚度为1.50mm时，试验等效热阻为0.1537，略大于设计等效热阻，因此，采用该型号涂料时，最小涂层厚度可取1.50mm。
以下为检验报告相关内容：
注意标准耐火试验时间最小为5100S(85min)，超过了60min！！！如果仅按照标准耐火试验时间60min的试验厚度来确定楼板防火涂层厚度（耐火试验时间为60min时的等效热阻为0.0952），将不能满足楼板防火设计要求。
以下为检验报告相关内容：
3. 承载力法与临界温度法防火设计流程比较
参考文章：
1. 结构设计中的“从小细节看大局”第四部分——结构防火设计简介第一部分（作者：nvslch）
2. 结构设计中的“从小细节看大局”第五部分——结构防火设计（下） (作者：nvslch)
3. 结构设计中的“从细节看大局”第五部分——结构防火设计最终章（作者：nvslch）
勘察设计硕士、代码编辑
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