0、引言 

2019年3月29日，住建部發(fā)布建科函〔2019〕52號《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、應(yīng)急管理部關(guān)于做好移交

承接建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收職責(zé)的通知》，限期各地應(yīng)在2019年6月30日前全部完成消防救援機(jī)構(gòu)向住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門移交建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核、消防驗(yàn)收、備案和抽查工作。由于與地震相比，發(fā)生火災(zāi)的概率更大，各地住建部門對消防工作更加重視，對設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)格。鋼結(jié)構(gòu)以外的建筑工程消防設(shè)計(jì)主要由建筑、水、電和通風(fēng)專業(yè)完成，但鋼結(jié)構(gòu)工程由于涉及構(gòu)件在火災(zāi)下的承載力計(jì)算，結(jié)構(gòu)專業(yè)也卷入其中。雖然《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017（以下簡稱鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范）已發(fā)布數(shù)年，但很多設(shè)計(jì)和審圖人員對該規(guī)范仍不熟悉，沒有嚴(yán)格執(zhí)行，而建筑工程一旦發(fā)生火災(zāi)，事故調(diào)查部門首先就是審查圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是否滿足國家有關(guān)規(guī)范 ，如果不滿足，設(shè)計(jì)和審查人員將承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，嚴(yán)重時設(shè)計(jì)將承擔(dān)法律責(zé)任。隨著“設(shè)計(jì)終身責(zé)任制”的廣泛宣傳和各地住建部門對消防設(shè)計(jì)、驗(yàn)收越來越重視，越來越多的設(shè)計(jì)單位和審查機(jī)構(gòu)開始重視鋼結(jié)構(gòu)工程的防火設(shè)計(jì)了。但鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范比較復(fù)雜，完全吃透并不容易。筆者對鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)問題兩年前就開始重視，審圖時對未進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的圖紙均提出審查意見。設(shè)計(jì)人員在收到審查意見后，借助設(shè)計(jì)程序，基本能完成鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)。

為拋磚引玉，筆者將自己總結(jié)的“門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)防火審查意見”提供給大家。該審查意見是針對建筑耐火等級為二級的門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（以下簡稱門剛結(jié)構(gòu)）的，對于其他鋼結(jié)構(gòu)工程，防火設(shè)計(jì)審查意見在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)增減即可。

本文篇幅較長，第2部分比較復(fù)雜，對于大部分讀者不需閱讀，只需閱讀第1、3、4、5節(jié)，然后借助設(shè)計(jì)程序（如PKPM）就可完成防火設(shè)計(jì)；對于不僅要“知其然”還要“之其所以然”的讀者需要全文閱讀。

1、門剛結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)通用審查意見

（1）按《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017（以下簡稱鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范） 第3.2.1條、第3.1.2條，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限經(jīng)驗(yàn)算低于設(shè)計(jì)耐火極限時，應(yīng)采取防火保護(hù)措施。

（2）提供鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)的計(jì)算書及“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”。

（3）按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條，柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）的設(shè)計(jì)耐火極限與鋼柱相同，屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）的設(shè)計(jì)耐火極限與屋面鋼梁相同，因此，除對剛架的鋼柱、屋面鋼梁進(jìn)行防火設(shè)計(jì)外，還應(yīng)對柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）進(jìn)行防火設(shè)計(jì)計(jì)算。

（4）應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.3條注明：鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求最高者相同。

   （5）按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.4條及條文說明：

1）應(yīng)注明建筑耐火等級：二級；

     2）應(yīng)注明設(shè)計(jì)耐火極限：鋼柱、柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）為2.50小時；屋面鋼梁、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）為1.0小時（見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條及條文說明）；  

     3）應(yīng)注明鋼柱、柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）采用非膨脹型防火涂料（厚型），應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度（即防火涂料的涂層厚度，下同）di，且di不應(yīng)小于15mm（見《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018第5.1.5條）。

4）應(yīng)注明屋面鋼梁、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）是采用膨脹型防火涂料（薄型），還是采用非膨脹型防火涂料（厚型）。當(dāng)采用膨脹型防火涂料（薄型）時，只需注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri，但防火保護(hù)層厚度不應(yīng)小于1.5mm（見《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018第5.1.5條）；當(dāng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）時，應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度di，且di不應(yīng)小于15mm。

     5）圖中注明的Ri、λi、di應(yīng)和“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”及計(jì)算書一致；

（6）應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.5條注明：當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi與設(shè)計(jì)文件要求不一致時，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻Ri相等的原則確定保護(hù)層的施用厚度di，并應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。對于非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（厚型），可按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范附錄A確定防火保護(hù)層的施用厚度；對于膨脹型防火涂料（薄型），可根據(jù)涂層的等效熱阻Ri直接確定其施用厚度。

（7）應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3.5條注明：防火涂料與防腐涂料應(yīng)相容、匹配。

（8）防火涂料應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018標(biāo)準(zhǔn)。

2、審查意見的逐條解釋：

第（1）條審查意見：按《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017（以下簡稱鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范）第3.2.1條、第3.1.2條，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限經(jīng)驗(yàn)算低于設(shè)計(jì)耐火極限時，應(yīng)采取防火保護(hù)措施。

解釋如下：

1）鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)不需進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算，只需進(jìn)行承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算。鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.1條條文說明指出：“隨著溫度的升高，鋼材的彈性模量急劇下降，在火災(zāi)下構(gòu)件的變形顯著大于常溫受力狀態(tài)，按正常使用極限狀態(tài)來設(shè)計(jì)鋼構(gòu)件的防火保護(hù)是過于嚴(yán)苛的。因此，火災(zāi)下允許鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形，不要求進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。”

鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.6條規(guī)定，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)，可采用“耐火極限法”、“承載力法”或“臨界溫度法”。該條條文說明指出，三種“耐火驗(yàn)算結(jié)果是完全相同的，耐火驗(yàn)算時只需采用其中之一即可”。PKPM程序采用的是“臨界溫度法”。

2）人工采用“臨界溫度法”進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)的步驟應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2節(jié)條文說明進(jìn)行：

第一步：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.2條計(jì)算構(gòu)件最不利荷載（作用）效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。

鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.2條計(jì)算的構(gòu)件最不利荷載（作用）效應(yīng)組合是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑可靠度統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012中關(guān)于偶然設(shè)計(jì)狀況的荷載（作用）效應(yīng)組合原則制定的，恒載、樓面或屋面活荷載和風(fēng)荷載等取火災(zāi)發(fā)生時的最可能出現(xiàn)值。此外，還應(yīng)考慮按火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的溫度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值。至于地震作用，不需考慮，因?yàn)榈卣疬^后，建筑經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)等次生災(zāi)害，但在火災(zāi)過程中再發(fā)生較大地震的事件為極小概率事件。（見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.2條條文說明）

第二步：根據(jù)構(gòu)件和荷載類型，按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.1條~第7.2.7條計(jì)算構(gòu)件的臨界溫度Td。

臨界溫度Td是指鋼構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到其耐火承載力極限狀態(tài)時的溫度，可根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比R或R’查表7.2.1~表7.2.5得到。荷載比R或R’越大（相當(dāng)于構(gòu)件截面越�。�，臨界溫度Td越小。由于表7.2.1~表7.2.5中R或R’≤0.9,因此當(dāng)R或R’>0.9時，將無法進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，也就是說當(dāng)構(gòu)件截面較小時，可能在不考慮防火設(shè)計(jì)時承載力勉強(qiáng)滿足，但防火設(shè)計(jì)時防火保護(hù)層厚度很大，甚至于無法進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，此時，應(yīng)加大構(gòu)件截面。（截面強(qiáng)度荷載比R或R’相當(dāng)于不考慮防火計(jì)算時的應(yīng)力比）

第三步：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條計(jì)算無防火保護(hù)構(gòu)件在設(shè)計(jì)耐火極限tm時間內(nèi)的最高溫度Tm。

采用鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條計(jì)算出的達(dá)到耐火極限那一刻的TS就是Tm。該條條文說明指出，式（6.2.1-1）是增量公式，需逐步迭代計(jì)算，手工計(jì)算很麻煩。鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說明“表10”給出了無防火保護(hù)的鋼構(gòu)件按式（6.2.1-1）計(jì)算的溫度Tm，可根據(jù)無防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)F/V(單位為m-1)和耐火極限tm查得。截面形狀系數(shù)F/V是指鋼構(gòu)件受火表面積與其相應(yīng)的體積之比，按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說明“表9”公式計(jì)算。

第四步：當(dāng)Td>Tm時，構(gòu)件耐火能力滿足要求，可不進(jìn)行防火保護(hù)；當(dāng)Td≤Tm時，構(gòu)件耐火能力不滿足要求，應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)，按下面第五步、第六步確定構(gòu)件所需的防火保護(hù)。

絕大多數(shù)情況下，都是Td≤Tm，需進(jìn)行防火保護(hù)。如下面（第六步）例子中Td=621.49。C ，“無保護(hù)下鋼構(gòu)件最大升溫（Ts）”即為Tm，Tm= Ts =1081.71。C，Td≤Tm，應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)。

極少數(shù)情況下（荷載比小，截面形狀系數(shù)很小，耐火極限小）才會出現(xiàn)Td>Tm，不需進(jìn)行防火保護(hù)。例如某軸心受拉構(gòu)件，荷載比R=0.3，截面為直徑d=0.25m圓形，耐火極限為1.0小時，查鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.1條“表7.2.1”，臨界溫度Td=663。C；按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說明“表9”，截面形狀系數(shù)F/V=4/d=4/0.25=16 （m-1), 查鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說明“表10”（線性插值法），無防火保護(hù)鋼構(gòu)件的溫度Tm=627。C。Td>Tm，構(gòu)件耐火能力滿足要求，可不進(jìn)行防火保護(hù)。但實(shí)際上荷載比R=0.3的情況很少出現(xiàn)，因?yàn)檫@樣截面太大，浪費(fèi)。

第五步：確定防火保護(hù)方法（門剛結(jié)構(gòu)一般采用噴涂防火材料保護(hù)），計(jì)算有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)Fi/V(單位為m-1)。

有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)Fi/V(單位為m-1)計(jì)算方法見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.2條第2款。對于外邊緣型防火保護(hù)（如噴涂防火涂料保護(hù)），有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)Fi/V與無防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)F/V相等。

第六步：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條、第7.2.9條確定防火保護(hù)的厚度。

    例如：某工程鋼柱1的參數(shù)如下 ：

截面形狀系數(shù)Fi/V=225（1/m），臨界溫度Td =621。C，耐火極限（耐火時間）tm=2.50小時=2.5x60x60=9000s，按照鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條式（7.2.8-1），防火保護(hù)層的等效熱阻Ri=5x10-5x( Fi/V)/{( Td-Ts0)/ tm +0.2]2-0.044}=5x10-5x225/{( 621-20)/ 9000 +0.2]2-0.044}=0.414 m2*oC/W,與程序計(jì)算結(jié)果0.4345 m2*oC/W基本一致。本例題中采用非膨脹性防火涂料（厚型），等效熱傳到系數(shù)

λi按0.05W/（m*oC）輸入，按照鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條式（7.2.8-2），防火保護(hù)層厚度

di=Riλi=0.414x0.05=0.207（m）=20.7（mm），與程序計(jì)算結(jié)果21.72mm基本一致。

第（2）條審查意見：提供鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)的計(jì)算書及“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”。

解釋：程序在進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)之后，便生成“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”，如下圖：

設(shè)計(jì)提供“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”后，審圖人員可對照審查圖中注明的防火保護(hù)層的等效熱阻Ri、防火保護(hù)層厚度di是否正確（本例子中等效熱傳到系數(shù)λi按0.05W/（m*oC）輸入）。

第（3）條審查意見：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條，柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）的設(shè)計(jì)耐火極限與鋼柱相同，屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）的設(shè)計(jì)耐火極限與屋面鋼梁相同，因此，除對剛架的鋼柱、鋼梁進(jìn)行防火設(shè)計(jì)外，還應(yīng)對柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）進(jìn)行防火設(shè)計(jì)計(jì)算。

解釋：

1）一般柱間支撐用符號ZC表示，屋蓋支撐用符號SC表示，柱間系桿和屋蓋系桿均用符號XG表示，當(dāng)采用其他符號表示時，應(yīng)相應(yīng)修改。

2）柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）可人工進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，也可利用程序進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。利用PKPM程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時，可在“工具箱”中計(jì)算。筆者在審圖中發(fā)現(xiàn)，很多設(shè)計(jì)沒有對柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）另行進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，而是采用柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）的防火保護(hù)同鋼柱的防火保護(hù)，屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）防火保護(hù)同鋼梁的防火保護(hù)的做法。在風(fēng)荷載較小、門剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較小、柱間支撐（ZC）數(shù)量較多時，這樣處理偏于安全；當(dāng)風(fēng)荷載較大、門剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較大、柱間支撐數(shù)量較少時，這樣處理可能偏于不安全。

第（4）條審查意見：應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.3條注明：鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求最高者相同。

解釋：鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)也應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)，且應(yīng)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求最高者相同。

第（5）條審查意見：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.4條及條文說明：

1）應(yīng)注明建筑耐火等級：二級；

2）應(yīng)注明設(shè)計(jì)耐火極限：鋼柱、柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）為2.50小時；屋面鋼梁、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）為1.0小時（見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條及條文說明）。

3）應(yīng)注明鋼柱、柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）采用非膨脹型防火涂料（厚型），應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度（即防火涂料的涂層厚度，下同）di，且di不應(yīng)小于15mm（見《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018第5.1.5條）。

4）應(yīng)注明屋面鋼梁、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）是采用膨脹型防火涂料（薄型），還是采用非膨脹型防火涂料（厚型）。當(dāng)采用膨脹型防火涂料（薄型）時，只需注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri，但防火保護(hù)層厚度不應(yīng)小于1.5mm（見《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018第5.1.5條）；當(dāng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）時，應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度di，且di不應(yīng)小于15mm。

5）圖中注明的Ri、λi、di應(yīng)和“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”及計(jì)算書一致。

解釋：

1）本條說明為建筑耐火等級為二級的說明，當(dāng)為其他等級時，應(yīng)相應(yīng)修改。

2）本條說明為沒有夾層的門剛結(jié)構(gòu)說明，當(dāng)存在夾層時，還應(yīng)注明夾層樓面梁、樓蓋支撐的耐火等級。

3） 鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3條第2款規(guī)定：“設(shè)計(jì)耐火極限大于1.50小時的構(gòu)件，不宜選用膨脹性防火涂料。”由于鋼柱、柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）耐火極限為3.00小時（一級）、2.50小時（二級）、2.00小時（三級），因此按該條規(guī)定，耐火等級為一級、二級和三級的鋼柱、柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）應(yīng)采用非膨脹性防火涂料（厚型），不應(yīng)采用膨脹性防火涂料（薄型）。至于非膨脹型防火涂料（厚型）的最小厚度，鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范和《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018規(guī)定不同：前者第4.1.3條第4款規(guī)定：“非膨脹型防火涂料涂層厚度不應(yīng)小于10mm”，后者第5.1.5條規(guī)定：“非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度不應(yīng)小于15mm”。因此從嚴(yán)要求非膨脹型防火涂料保護(hù)層厚度di不應(yīng)小于15mm。

4）屋面鋼梁、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）設(shè)計(jì)耐火極限為1.5小時（一級）、1.0小時（二級）、0.5小時（三級）、不要求（四級），均不大1.5小時，因此，屋面鋼梁、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）可采用膨脹型防火涂料（薄型），也可采用非膨脹型防火涂料（厚型）。

當(dāng)采用膨脹型防火涂料（薄型）時，圖中只需注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri，其厚度在施工時根據(jù)具體防火涂料按以下方法確定：防火涂料供應(yīng)商應(yīng)提供最大使用厚度、最小使用厚度的等效熱阻Ri以及防火涂料使用厚度按最大使用厚度與最小使用厚度之差的1/4遞增的等效熱阻Ri，然后據(jù)此采用線性插值法確定防火層厚度di（見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條條文說明）。例如，某種膨脹型防火涂料供應(yīng)商提供的參數(shù)如下：厚度di為2.0mm（最小厚度）時對應(yīng)的等效熱阻Ri為0.10m2*oC/W，厚度di為3.0mm時對應(yīng)的等效熱阻Ri為0.15 m2*oC/W，厚度di為4.0mm時對應(yīng)的等效熱阻Ri為0.20 m2*oC/W，厚度di為5.0mm時對應(yīng)的等效熱阻Ri為0.25 m2*oC/W，厚度di為6.0mm（最大厚度）時對應(yīng)的等效熱阻Ri為0.30 m2*oC/W。如果某工程屋面鋼梁采用該膨脹型防火涂料，計(jì)算需要的防火保護(hù)層的等效熱阻Ri不應(yīng)小于0.25 m2*oC/W，則厚度di不應(yīng)小于5.0mm。

當(dāng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）時，應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻Ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度di。它們之間的關(guān)系為：di=Riλi。（見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條第2款）

    5）“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡圖”和計(jì)算書中有各個構(gòu)件的防火保護(hù)層的等效熱阻Ri，當(dāng)為非膨脹型防火涂料（厚型）時，還給出防火保護(hù)層厚度di，應(yīng)取鋼梁（鋼柱）所有構(gòu)件中最大的等效熱阻Ri和di在圖中注明。圖中注明的非膨脹型防火涂料（厚型）等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi也應(yīng)與計(jì)算書中輸入的一致。

第（6）條審查意見：應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.5條注明：當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi與設(shè)計(jì)文件要求不一致時，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻Ri相等的原則確定保護(hù)層的施用厚度，并應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。對于非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（厚型），可按《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》

 GB51249-2017附錄A確定防火保護(hù)層的施用厚度；對于膨脹型防火涂料（薄型），可根據(jù)涂層的等效熱阻直接確定其施用厚度。

解釋：采用PKPM程序進(jìn)行防火計(jì)算時，非膨脹型防火保護(hù)材料（厚型）的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi內(nèi)定為0.10 W/（m*oC），可修改。當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi與圖中注明的不一致時，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻Ri相等的原則確定保護(hù)層的施用厚度，即按照鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范附錄A的式（A-1）計(jì)算：di2 = di1λi2/λi1。其中：di2為施工時采用的防火保護(hù)層厚度；di1為圖中注明的防火保護(hù)層厚度；λi2為施工時采用的非膨脹型防火涂料（厚型）的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)；λi1為圖中注明的非膨脹型防火涂料（厚型）的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)。

第（7）條審查意見：應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3.5條注明：防火涂料與防腐涂料應(yīng)相容、匹配。

解釋：鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3.5條條文說明指出：“應(yīng)特別注意防火涂料與防腐涂料的相容性問題，尤其是膨脹型防火涂料，因?yàn)樗�與防腐油漆同為有機(jī)材料，可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在不能出具第三方證明材料證明防火材料、防腐涂料相容的情況下，應(yīng)委托第三方進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。膨脹型防火涂料、防腐油漆的施工順序?yàn)椋悍栏�底漆、防腐中間漆、防火涂料、防腐面漆，在施工時應(yīng)控制防腐底漆、中間漆的厚度，避免由于防腐底漆、中間漆的高溫變性導(dǎo)致防火涂層的脫落，避免因面漆過厚、過硬而影響膨脹型防火涂料的發(fā)泡膨脹。”

第（8）條審查意見：防火涂料應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018標(biāo)準(zhǔn)。

解釋：市場上防火涂料魚目混珠，因此應(yīng)明確防火涂料應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018標(biāo)準(zhǔn)。

3、有關(guān)參數(shù)問題

（1）高溫下鋼材的物理參數(shù)熱膨脹系數(shù)αs、熱傳到系數(shù)λs、比熱容cs和密度ρs按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第5.1.1條“表5.1.1”取值，PKPM程序也按此取值，不能修改；

（2）防火保護(hù)材料的物理參數(shù)：

1）防火保護(hù)材料比熱容ci：鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范沒有規(guī)定取值，PKPM程序內(nèi)定為1000J/(kg*oC)。筆者從有關(guān)資料查得，當(dāng)溫度從20 ~1000 oC變化時，ci從1187~1676J/(kg*oC)變化。PKPM程序內(nèi)定為1000J/(kg*oC)偏于安全。

2）防火保護(hù)材料的密度ρi：鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范沒有規(guī)定取值，PKPM程序內(nèi)定為680kg/m3�！朵摻Y(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018第5.2.1條、第5.2.2條規(guī)定：干密度不大于500 kg/m3（室內(nèi)）和650（室外）kg/m3。

3）對于防火涂料，由于其屬于輕質(zhì)防火保護(hù)層（見鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.2條條文說明），按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.2條第2款式（6.2.2-3）、式（6.2.2-4），α與防火保護(hù)材料比熱容ci和密度ρi無關(guān)，因此ci、ρi取值不影響結(jié)果。

4、圓鋼支撐防火設(shè)計(jì)問題

    在門剛結(jié)構(gòu)中，圓鋼柱間支撐（ZC）、圓鋼屋蓋支撐（SC）應(yīng)用非常多。對于柱間支撐（ZC），《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022-2015第8.2.3條規(guī)定，除有吊車時牛腿以下必須采用型鋼柱間交叉支撐外，其余情況下均可采用圓鋼柱間支撐（ZC）；對于屋蓋支撐（SC），《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022-2015第8.3.2條規(guī)定，除屋面斜梁承受懸掛吊車荷載時屋蓋橫向支撐必須選用型鋼柱間交叉支撐外，其余情況下均可采用圓鋼屋蓋支撐（SC）。因此，圓鋼支撐（ZC和SC）的防火設(shè)計(jì)非常重要。

由于圓鋼支撐（ZC和SC）直徑一般不大于25mm，如果采用非膨脹型防火涂料（厚型），厚度至少15mm，施工太困難，即使勉強(qiáng)施工，由于其剛度小，容易產(chǎn)生震動、變形，厚度較大的防火涂料會脫落。因此，屋蓋圓鋼支撐（SC）盡可能采用膨脹型防火涂料（薄型），同時由于屋蓋支撐（SC）設(shè)計(jì)耐火極限為1.5小時（一級）、1.0小時（二級），均不大1.5小時，也能滿足鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3條第2款“設(shè)計(jì)耐火極限大于1.50小時的構(gòu)件，不宜選用膨脹性防火涂料”的規(guī)定。

對于柱間圓鋼支撐（ZC），筆者建議，耐火等級為三級的門式剛架的柱間支撐（耐火極限為2.0小時）和耐火等級為二級的單層廠房（倉庫）的門式剛架的柱間支撐（按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條條文說明“注：2”耐火極限可為2.0小時）也采用膨脹型防火涂料（薄型）。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3條第2款用詞為“不宜”，表示在條件允許時必須這樣做，在條件不允許時可不這樣做，而圓鋼噴涂數(shù)厘米厚的非膨脹型防火涂料（厚型）太困難，屬于“條件不允許”，因此“可不這樣做”，也就是說可不執(zhí)行“不宜選用膨脹性防火涂料”的規(guī)定。對于耐火等級為一級的門式剛架的柱間支撐（耐火極限為3.0小時；當(dāng)為單層廠房時，按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條條文說明“注：2”耐火極限可為2.5小時），建議采用角鋼支撐，采用非膨脹型防火涂料（厚型）。

5、結(jié)語

（1）絕大多數(shù)情況下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采取防火保護(hù)措施，因?yàn)槠湓诓贿M(jìn)行防火保護(hù)時的耐火極限低于設(shè)計(jì)耐火極限（即Td≤Tm，Td為臨界溫度，指鋼構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到其耐火承載力極限狀態(tài)時的溫度；Tm為無防火保護(hù)構(gòu)件在設(shè)計(jì)耐火極限tm時間內(nèi)的最高溫度）。只有在極少數(shù)情況下，即荷載比很�。ㄏ喈�(dāng)于截面很大）、截面形狀系數(shù)很小、耐火極限較小時，才會出現(xiàn)Td>Tm，不需進(jìn)行防火保護(hù)。

（2）鋼柱、柱間剛性系桿（XG）及型鋼柱間支撐（ZC）應(yīng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）保護(hù)（建筑耐火等級為四級時可采用膨脹型防火涂料），厚度應(yīng)通過計(jì)算確定，一般為15~40mm；圓鋼柱間支撐（ZC）建議采用膨脹型防火涂料（薄型）保護(hù)，厚度一般為1.5~7mm。

（3）屋面鋼梁、屋蓋系桿（XG）及型鋼屋蓋支撐（SC）可采用非膨脹型防火涂料（厚型）保護(hù)，也可采用膨脹型防火涂料（薄型）保護(hù)；圓鋼屋蓋支撐（SC）采用膨脹型防火涂料（薄型）保護(hù)。鋼梁防火涂料厚度應(yīng)通過計(jì)算確定，且非膨脹型防火涂料（厚型）厚度不應(yīng)小于15mm，膨脹型防火涂料（薄型）厚度不應(yīng)小于1.5mm。

（4）由于鋼梁設(shè)計(jì)耐火極限比鋼柱設(shè)計(jì)耐火極限小，鋼梁防火涂料保護(hù)層厚度一般小于鋼柱防火涂料保護(hù)層厚度。

（5）當(dāng)風(fēng)荷載較小、門剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較小、柱間支撐（ZC）數(shù)量較多時，柱間支撐（ZC）、柱間系桿（XG）的防火保護(hù)層厚度一般小于鋼柱防火保護(hù)層厚度，屋蓋支撐（SC）、屋蓋系桿（XG）的防火保護(hù)層厚度一般小于鋼梁防火保護(hù)層厚度，采用柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）的防火保護(hù)同鋼柱的防火保護(hù)、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）防火保護(hù)同鋼梁的防火保護(hù)的做法是偏于安全的。當(dāng)風(fēng)荷載較大、門剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較大、柱間支撐數(shù)量較少時，柱間支撐（ZC）、柱間系桿（XG）、屋蓋支撐（SC）、屋蓋系桿（XG）的防火涂料保護(hù)層厚度應(yīng)通過計(jì)算確定。