建筑消防工程设计与施工系列丛书 建筑钢结构防火细节详解PDF电子书下载

1 钢结构防火概述 1

1.1 钢结构建筑 1

细节一：钢结构建筑的优点 1

细节二：高层钢结构建筑 2

细节三：轻型钢结构和民用住宅钢结构 3

细节四：空间网格结构 3

细节五：张拉结构 5

1.2 钢结构的连接形式 5

细节一：焊接 6

细节二：高强度螺栓连接 6

细节三：梁-柱的连接 7

细节四：支撑和桁架的连接 7

细节五：钢结构的组成 7

1.3 建筑火灾 8

细节一：火灾发生的条件 8

细节二：可燃物 8

细节三：建筑室内火灾的类型 10

细节四：一般室内火灾的发展 11

细节五：火灾燃烧模型 12

细节六：火灾轰燃条件 13

细节七：轰燃后火灾释热率估计 14

细节八：火灾严重性 16

1.4 建筑物耐火等级 17

细节一：民用建筑的耐火等级 17

细节二：厂房建筑的耐火等级 18

细节三：仓库建筑的耐火等级 20

1.5 建筑结构构件耐火极限要求 23

细节一：建筑结构构件耐火极限 23

细节二：影响建筑结构构件耐火极限的其他主要因素 23

细节三：建筑整体结构耐火极限 25

1.6 提高钢结构抗火性能的主要方法 25

细节一：水冷却法 25

细节二：单面屏蔽法 26

细节三：浇筑混凝土或砌筑耐火砖 26

细节四：采用耐火轻质板材 27

细节五：涂抹防火涂料 27

2 火灾下钢结构构件的升温 28

2.1 传热学基本原理 28

细节一：导热 28

细节二：热对流 28

细节三：热辐射 29

细节四：火灾环境与构件表面间的热量交换 30

细节五：钢构件内部的热传导 31

细节六：热空气与构件间的传热 31

2.2 火灾下钢构件升温计算方法 32

细节一：钢构件升温计算模型 32

细节二：截面温度均匀分布钢构件升温计算 34

细节三：截面温度非均匀分布的钢构件升温计算 43

2.3 大空间建筑火灾中火焰辐射对无防火保护钢构件升温的影响 45

细节一：概述 45

细节二：火焰辐射对无保护钢构件升温的影响 46

细节三：参数分析 53

细节四：火焰辐射影响的限值 55

细节五：结论 60

3 高温下钢结构材料特性 61

3.1 高温下结构钢的物理特性 61

细节一：热膨胀系数 61

细节二：热传导系数 62

细节三：比热容 62

细节四：密度 62

3.2 高温下结构钢的力学性能 63

细节一：应力-应变关系 63

细节二：屈服强度 65

细节三：弹性模量 65

细节四：泊松比 66

细节五：高温蠕变与松弛 66

3.3 高温过火冷却后结构钢的力学性能 68

细节一：表观特征及力学性能影响机理 68

细节二：屈服强度与应力-应变关系 69

细节三：弹性模量 72

3.4 高温下新型结构钢的性能 73

细节一：耐火钢 73

细节二：不锈钢 74

4 钢结构构件抗火设计计算 76

4.1 结构抗火设计的一般原则与方法 76

细节一：火灾下结构的极限状态 76

细节二：结构抗火计算模型 77

细节三：结构抗火设计要求 78

细节四：结构抗火设计方法 79

细节五：基于概率可靠度的极限状态设计法 80

细节六：结构抗火设计的抗力取值 81

细节七：结构抗火设计的荷载效应组合 81

细节八：局部火灾下由外荷载产生的结构构件内力计算 82

细节九：局部火灾下结构构件温度内力计算 82

4.2 轴心受力钢构件的抗火设计计算 83

细节一：高温下轴心受拉钢构件的承载力计算 84

细节二：高温下轴心受压钢构件的受力性能 86

细节三：高温下轴心受压钢构件的稳定系数 88

细节四：高温下轴心受压构件的承载力计算 89

4.3 受弯构件的抗火设计计算 90

细节一：高温下受弯钢构件临界弯矩计算 91

细节二：高温下受弯钢构件的整体稳定系数 91

细节三：高温下受弯钢构件的承载力计算 92

4.4 拉弯构件和压弯构件的抗火设计计算 94

细节一：高温下拉弯或压弯钢构件的强度 94

细节二：高温下压弯构件的稳定性 94

细节三：拉弯构件和压弯构件的承载力计算 96

4.5 钢框架梁柱的抗火设计计算 98

细节一：高温钢框架梁的承载力计算 98

细节二：高温钢框架柱的承载力计算 99

4.6 耐火钢构件抗火设计计算 100

细节一：耐火钢构件高温材性的基本要求 100

细节二：轴心受压耐火钢构件抗火验算 101

细节三：受弯耐火钢构件抗火验算 102

细节四：压弯耐火钢构件抗火验算 102

细节五：耐火钢框架梁抗火验算 103

细节六：耐火钢框架柱抗火验算 103

4.7 组合构件抗火设计计算 103

细节一：带压型钢板的组合楼板 103

细节二：组合梁 107

细节三：轴压构件的屈曲承载力 108

细节四：型钢混凝土组合柱 109

细节五：钢管混凝土柱 112

4.8 钢结构抗火设计计算实例 115

细节一：钢结构抗火设计计算实例一 115

细节二：钢结构抗火设计计算实例二 116

5 钢结构防火涂料保护措施 120

5.1 钢结构防火涂料基础知识 120

细节一：钢结构防火涂料类型 120

细节二：钢结构防火涂料的防火机理 121

细节三：钢结构防火涂料的组成 122

5.2 钢结构防火涂料的技术指标 126

细节一：一般要求 126

细节二：钢结构防火涂料的物理化学指标 127

5.3 钢结构防火涂料的生产、施工、验收及选用 129

细节一：钢结构防火涂料的生产工艺 129

细节二：钢结构防火涂料的施工要点 130

细节三：钢结构防火涂料的施工验收 132

细节四：钢结构防火涂料的选用原则 133

5.4 钢结构防火涂料涂刷构造 134

细节一：超薄型钢结构防火涂料涂刷构造 134

细节二：薄型钢结构防火涂料涂刷构造 135

细节三：厚型钢结构防火涂料涂刷构造 136

5.5 钢结构防火涂料的发展方向 140

细节一：厚型钢结构防火涂料 140

细节二：超薄型钢结构防火涂料 140

细节三：住宅钢结构防火涂料 140

6 钢结构防火板材保护措施 144

6.1 钢结构防火板材 144

细节一：防火板分类 144

细节二：防火板材应符合的要求 144

细节三：防火厚板包覆的构造要求 145

细节四：防火薄板包覆的构造要求 145

细节五：板材辅助安装件及连接方式说明 146

细节六：防火板材安装流线图 148

细节七：板材包覆工程的注意事项 148

6.2 钢结构单层包覆构造 149

细节一：独立工字形钢柱单层包覆构造 149

细节二：靠墙工字形钢柱单层包覆构造 150

细节三：工字形钢柱角钢龙骨固定单层构造 151

细节四：工字形钢柱单层圆形包覆构造 152

细节五：工字形钢柱与混凝土连接部分防火构造 154

细节六：独立方钢管柱单层包覆构造 155

细节七：靠墙方钢管柱单层包覆构造 156

细节八：方钢管柱单层圆形包覆构造 157

细节九：方、圆管钢柱单层紧贴包覆构造 158

细节十：独立圆钢管柱单层包覆构造 159

细节十一：靠墙圆钢管柱单层包覆构造 160

细节十二：圆钢管柱单层方形包覆构造 161

细节十三：工字形钢梁单层包覆构造 163

细节十四：靠墙工字形钢梁单层包覆构造 164

细节十五：工字形钢梁角钢龙骨固定单层构造 165

细节十六：方钢管梁单层包覆构造 166

细节十七：靠墙方钢管梁单层包覆构造 168

细节十八：工字形钢构件矩形钢管龙骨固定构造 169

6.3 钢结构双层包覆构造 171

细节一：独立工字形钢柱双层包覆构造 171

细节二：靠墙工字形钢柱双层包覆构造 172

细节三：工字形钢柱双层包覆构造 175

细节四：独立方钢管柱双层包覆构造 176

细节五：靠墙方钢管柱双层包覆构造 178

细节六：方钢管柱双层包覆构造 181

细节七：独立圆钢管柱双层包覆构造 182

细节八：靠墙圆钢管柱双层包覆构造 184

细节九：工字形钢梁双层包覆构造 186

细节十：方钢管梁双层包覆构造 188

6.4 钢构件节点防火构造 189

细节一：工字形钢梁一钢柱节点防火包覆构造 189

细节二：工字形钢主梁-次梁节点防火包覆构造 192

细节三：工字形钢柱脚防火包覆构造 193

6.5 钢支撑防火构造 194

细节一：槽形钢支撑防火包覆构造 194

细节二：角钢支撑防火包覆构造 196

细节三：钢-混凝土组合楼板防火包覆构造 197

细节四：钢-混凝土组合楼板防火吊顶构造 198

6.6 防火板材的施工 199

细节一：薄板用作隔墙和吊顶的罩面板 199

细节二：薄板用作钢结构上厚质防火涂料的护面板 200

细节三：厚板用作钢构件的防火材料 200

细节四：厚板用于钢结构保护施工方法 200

细节五：各种防火板表面的装修 201

7 钢结构防火实例 202

7.1 无防火保护措施钢结构火灾案例 202

7.2 美国纽约世贸中心双塔 202

7.3 英国千禧穹顶 206

7.4 北京金宸公寓 207

附录1 常用消防基本术语 208

附录2 ISO834标准升温条件下有保护层钢构件的升温 217

参考文献 224