门式刚架钢结构防火设计方法

门式刚架轻型房屋钢结构防火审查意见及

设计方法

李国胜 ^1,2

（1铜陵市建筑工程施工图设计文件审查有限公司；

2 铜陵市建设工程质量监督监测有限公司 ）  

 

0、 引言  

2019年3月29日，住建部发布建科函 〔2019〕52号《住房和城乡建设部 、 应急管理部关于做好移交

承接建设工程消防设计审查验收职责的通知》， 限期各地应 在 2019年6月30日前全部完成消防救援机构向住房和城乡建设主管部门移交建设工程消防设计审核、消防验收、备案和抽查 工作 。由于与地震相比，发生火灾的概率更大，各地住建部门对消防工作更加重视，对设计要求更加严格。钢结构以外的建筑工程消防设计主要由建筑、水、电和通风专业完成，但 钢结构工程由于涉及构件在火灾下的承载力计算，结构专业也卷入其中 。虽然 《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017 （以下简称钢结构防火规范）已发布数年，但很多设计和审图人员对该规范仍不熟悉，没有严格执行，而 建筑工程一旦发生火灾，事故调查部门首先就是审查图纸设计是否满足国家有关规范 ，如果不满足，设计和审查人员将承担相应责任，严重时设计将承担法律责任 。随着 “设计终身责任制” 的广泛宣传和各地住建部门对消防设计、验收越来越重视，越来越多的设计单位和审查机构开始重视钢结构工程的防火设计了。但 钢结构防火规范 比较复杂，完全吃透并不容易。笔者对钢结构防火设计问题两年前就开始重视，审图时对未进行钢结构防火设计的图纸均提出 审查意见。设计人员在收到审查意见后，借助设计程序，基本能完成钢结构防火设计。

为抛砖引玉，笔者将自己总结的“门式刚架轻型房屋钢结构防火审查意见”提供给大家。该审查意见是针对建筑耐火等级为二级的门式刚架轻型房屋钢结构（以下简称门刚结构）的，对于其他钢结构工程，防火设计审查意见在此基础上进行适当增减即可。

本文篇幅较长，第2部分比较复杂， 对于大部分读者不需阅读，只需阅读第1、3、4、5节，然后借助设计程序（如PKPM）就可完成防火设计；对于不仅要“知其然”还要“之其所以然”的读者需要全文阅读 。

1、 门刚 结构防火设计 通用审查意见

（1） 按《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017（以下简称钢结构防火规范 ） 第3.2.1条、第3.1.2条，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，当钢结构构件的耐火极限经验算低于设计耐火极限时，应采取防火保护措施。

（2） 提供钢结构耐火验算与防火设计的计算书及“防火设计结果简图”。

（3）按钢结构防火规范第3.1.1条，柱间支撑（ZC）和 柱间 系杆（XG）的设计耐火极限与钢柱相同，屋盖支撑（SC）和 屋盖 系杆（XG）的设计耐火极限与 屋面 钢梁相同，因此，除对刚架的钢柱、 屋面 钢梁进行防火设计外， 还 应对柱间支撑（ZC）和 柱间 系杆（XG）、屋盖支撑（SC）和 屋盖 系杆（XG）进行防火设计计算。

（4） 应按钢结构防火规范第3.1.3条注明：钢结构节点的防火保护与被连接构件中防火保护要求最高者相同。

   （5）按钢结构防火规范第3.1.4条及条文说明：

1）应注明建筑耐火等级：二级；

2）应注明设计耐火极限：钢柱、柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）为2.50小时； 屋面 钢梁、屋盖支撑（SC）和 屋盖 系杆（XG）为1.0小时（见钢结构防火规范第3.1.1条及条文说明）；  

3）应注明钢柱、柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）采用非膨胀型防火涂料（厚型），应注明防火保护层的等效热阻 R _i 、等效热传导系数 λ _i 和防火保护层厚度 （即防火涂料的涂层厚度，下同） d _i ，且 d _i 不应小于1 5 mm（见《钢结构防火 涂料 》 GB14907-2018 第 5 .1. 5 条）。

4）应注明 屋面 钢梁、屋盖支撑（SC）和屋盖系杆（XG）是采用膨胀型防火涂料（薄型），还是采用非膨胀型防火涂料（厚型）。当采用膨胀型防火涂料（薄型）时，只需注明防火保护层的等效热阻 R _i ，但防火保护层厚度不应小于 1 .5 mm（见《钢结构防火 涂料 》 GB14907-2018 第 5 .1. 5 条）；当采用非膨胀型防火涂料（厚型）时，应注明防火保护层的等效热阻 R _i 、等效热传导系数 λ _i 和防火保护层厚度 d _i ，且 d _i 不应小于1 5 mm。

5） 图中 注明的 R _i 、 λ _i 、 d _i 应和“防火设计结果简图”及计算书一致；

（6）应按钢结构防火规范第3.1.5条注明：当施工所用防火保护材料的等效热传导系数 λ _i 与设计文件要求不一致时，应根据防火保护层的等效热阻 R _i 相等的原则确定保护层的施用厚度 d _i ，并应经设计单位认可。对于非膨胀型钢结构防火涂料（厚型），可按钢结构防火规范附录 A 确定防火保护层的施用厚度；对于膨胀型防火涂料（ 薄 型），可根据涂层的等效热阻 R _i 直接确定其施用厚度。

（7） 应按钢结构防火规范第4.1.3.5条注明：防火涂料与防腐涂料应相容、匹配 。

（8） 防火涂料应满足《钢结构防火涂料》GB14907-2018标准。

2、 审查意见的逐条解释：

第（1）条审查意见： 按《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017（以下简称钢结构防火规范 ） 第3.2.1条、第3.1.2条，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，当钢结构构件的耐火极限经验算低于设计耐火极限时，应采取防火保护措施。

解释如下：

1） 钢结构防火 设计不需进行正常使用极限状态验算，只需进行 承载力极限状态 验算 。 钢结构防火规范第3.2. 1 条 条文说明指出：“随着温度的升高，钢材的弹性模量急剧下降，在火灾下构件的变形显著大于常温受力状态，按正常使用极限状态来设计钢构件的防火保护是过于严苛的。因此，火灾下允许钢结构发生较大的变形，不要求进行正常使用极限状态验算。”

钢结构防火规范第3.2. 6 条 规定， 钢结构 构件的 耐火验算与防火设计 ，可采用 “耐火极限法”、“承载力法”或 “临界温度法” 。该条条文说明指出，三种“耐火验算结果是完全相同的，耐火验算时只需采用其中之一即可”。 P KPM程序采用的是“临界温度法” 。

2） 人工采用“临界温度法”进行 钢结构耐火验算与防火设计 的步骤应按钢 结构防火规范第 7.2节条文说明进行：

第一步：按 钢结构防火规范第3.2. 2 条 计算构件最不利荷载（作用）效应组合设计值。

钢结构防火规范第3.2. 2 条 计算的构件最不利荷载（作用）效应组合是根据国家标准《建筑可靠度统一设计标准》GB50068-2001、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中关于偶然设计状况的荷载（作用）效应组合原则制定的， 恒载、楼面或屋面活荷载和风荷载等取火灾发生时的最可能出现值 。此外，还 应考虑按火灾下结构的温度标准值计算的荷载效应值 。至于 地震作用，不需考虑 ，因为地震过后，建筑经常发生火灾等次生灾害，但在火灾过程中再发生较大地震的事件为极小概率事件。（见 钢结构防火规范第3.2. 2 条 条文说明）

第二步：根据构件和荷载类型，按 钢结构防火规范第 7 .2. 1 条 ~ 第 7 .2. 7 条 计算构件的临界温度 T _d 。

临界温度 T _d 是指钢构件受火灾作用达到其耐火承载力极限状态时的温度，可根据截面强度荷载比 R 或 R ’ 查表7.2.1~表7.2.5得到。荷载比 R 或 R ’ 越大（相当于构件截面越小），临界温度 T _d 越小。由于表7.2.1~表7.2.5中 R 或 R ’ ≤ 0.9,因此当 R 或 R ’ >0.9时，将无法进行防火设计，也就是说 当构件截面较小时，可能在不考虑防火设计时承载力勉强满足，但防火设计时防火保护层厚度很大，甚至于无法进行防火设计，此时，应加大构件截面 。（截面强度荷载比 R 或 R ’ 相当于不考虑防火计算时的应力比）

第三步：按 钢结构防火规范第 6 .2. 1 条 计算无防火保护构件在设计耐火极限 t _m 时间内的最高温度 T _m 。

采用 钢结构防火规范第 6 .2. 1 条 计算出的达到耐火极限那一刻的 T _S 就是 T _m 。该条条文说明指出， 式（6.2.1-1）是增量公式，需逐步迭代计算，手工计算很麻烦 。 钢结构防火规范 第6.2.1条条文说明“表10”给出了无防火保护的钢构件按式（6.2.1-1）计算的温度 T _m ，可根据无防火保护钢构件的截面形状系数 F / V (单位为m ^-1 )和耐火极限 t _m 查得 。 截面形状系数 F / V 是指钢构件受火表面积与其相应的体积之比， 按 钢结构防火规范 第6.2.1条条文说明“表9”公式计算 。

第四步：当 T _d > T _m 时，构件耐火能力满足要求，可不进行防火保护；当 T _d ≤ T _m 时，构件耐火能力不满足要求，应进行防火保护，按下面第五步、第六步确定构件所需的防火保护。

绝大多数情况下，都是 T _d ≤ T _m ，需进行防火保护 。如下面（第六步）例子中 T _d =621.49 ^。 C ，“无保护下钢构件最大升温（ T _s ）”即为 T _m ， T _m = T _s =1081.71 ^。 C， T _d ≤ T _m ，应进行防火保护。

极少数情况下 （荷载比小，截面形状系数很小，耐火极限小） 才会出现 T _d > T _m ，不需进行防火保护 。例如某轴心受拉构件，荷载比 R =0.3，截面为直径 d =0.25m圆形，耐火极限为1.0小时，查 钢结构防火规范第 7 .2. 1 条 “表7.2.1”，临界温度 T _d =663 ^。 C；按 钢结构防火规范第 6 .2. 1 条 条文说明“表9”，截面形状系数 F / V =4/ d =4/0.25=16 （m ^-1 ), 查 钢结构防火规范第 6 .2. 1 条 条文说明“表10”（线性插值法），无防火保护钢构件的温度 T _m =627 ^。 C。 T _d > T _m ，构件耐火能力满足要求，可不进行防火保护。但实际上荷载比 R =0.3的情况很少出现，因为这样截面太大，浪费。

第五步：确定防火保护方法（门刚结构一般采用喷涂防火材料保护），计算有防火保护钢构件的截面形状系数 F _i / V (单位为m ^-1 )。

有防火保护钢构件的截面形状系数 F _i / V (单位为m ^-1 )计算方法见 钢结构防火规范第 6 .2. 2 条 第2款。 对于外边缘型防火保护（如喷涂防火涂料保护），有防火保护钢构件的截面形状系数 F _i / V 与无防火保护钢构件的截面形状系数 F / V 相等 。

第六步：按 钢结构防火规范第 7 .2. 8 条 、 第 7 .2. 9 条 确定防火保护的厚度。

     例如：某工程钢柱1的参数如下 ：

截面形状系数 F _i / V =225（1/m ） ，临界温度 T _d =621 ^。 C，耐火极限（耐火时间） t _m =2.50小时=2.5x60x60=9000s，按照 钢结构防火规范第 7 .2. 8 条 式（7.2.8-1），防火保护层的等效热阻 R _i =5x10 ^-5 x( F _i / V )/{( T _d - T _s0 )/ t _m +0.2] ² -0.044}=5x10 ^-5 x225/{( 621-20)/ 9000 +0.2] ² -0.044}=0.414 m ² * ^o C/W,与程序计算结果 0.4345 m ² * ^o C/W基本一致。本例题中采用非膨胀性防火涂料 （厚型） ，等效热传到系数

λ _i 按0.05W/（m* ^o C）输入，按照 钢结构防火规范第 7 .2. 8 条 式（7.2.8-2）， 防火保护层厚度

d _i = R _i λ _i =0.414x0.05=0.207（m）=20.7（mm），与程序计算结果 21.72m m基本一致。

第（2）条审查意见： 提供钢结构耐火验算与防火设计的计算书及“防火设计结果简图”。

解释：程序在进行 耐火验算与防火设计 之后，便生成 “防火设计结果简图” ，如下图：

设计提供 “防火设计结果简图” 后，审图人员可对照审查图中注明的防火保护层的等效热阻 R _i 、 防火保护层厚度 d _i 是否正确（本例子中 等效热传到系数 λ _i 按0.05W/（m* ^o C）输入） 。

第 （3） 条审查意见： 按钢结构防火规范第3.1.1条，柱间支撑（ZC）和 柱间 系杆（XG）的设计耐火极限与钢柱相同，屋盖支撑（SC）和 屋盖 系杆（XG）的设计耐火极限与 屋面 钢梁相同，因此，除对刚架的钢柱、钢梁进行防火设计外， 还 应对柱间支撑（ZC）和 柱间 系杆（XG）、屋盖支撑（SC）和 屋盖 系杆（XG）进行防火设计计算。

解释：

1） 一般 柱间支撑 用符号 ZC 表示， 屋盖支撑 用符号 SC 表示，柱间 系杆 和屋盖系杆均用符号 XG 表示，

当采用其他符号表示时，应相应修改。

2） 柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）、屋盖支撑（SC）和屋盖系杆（XG） 可人工 进行防火设计 ，也

可利用程序进行防火设计。利用PKPM程序进行设计时，可在“工具箱”中计算。笔者在审图中发现，很多设计没有对 柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）、屋盖支撑（SC）和屋盖系杆（XG） 另行进行防火设计，而是 采用 柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG） 的防火保护同钢柱的防火保护， 屋盖支撑（SC）和屋盖系杆（XG） 防火保护同钢梁的防火保护的做法。在风荷载较小、门刚结构高度和跨度较小、柱间支撑 （ZC） 数量较多时，这样处理偏于安全；当风荷载较大、门刚结构高度和跨度较大、柱间支撑数量较少时，这样处理可能偏于不安全。

   第 （4） 条审查意见： 应按钢结构防火规范第3.1.3条注明：钢结构节点的防火保护与被连接构件中防火保护要求最高者相同。

解释： 钢结构 的 节点 也应进行 防火保护 ，且应 与被连接构件中防火保护要求最高者相同。

第 （5） 条审查意见： 按钢结构防火规范第3.1.4条及条文说明：
1）应注明建筑耐火等级：二级；

2）应注明设计耐火极限：钢柱、柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）为2.50小时； 屋面 钢梁、屋盖支

撑（SC）和屋盖系杆（XG）为1.0小时（见钢结构防火规范第3.1.1条及条文说明） 。

3） 应注明钢柱、柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）采用非膨胀型防火涂料（厚型），应注明防火保

护层的等效热阻 R _i 、等效热传导系数 λ _i 和防火保护层厚度 （即防火涂料的涂层厚度，下同） d _i ，且 d _i 不应小于1 5 mm（见《钢结构防火 涂料 》 GB14907-2018 第 5 .1. 5 条）。

4） 应注明 屋面 钢梁、屋盖支撑（SC）和屋盖系杆（XG）是采用膨胀型防火涂料（薄型），还是采用非膨胀型防火涂料（厚型）。当采用膨胀型防火涂料（薄型）时，只需注明防火保护层的等效热阻 R _i ，但防火保护层厚度不应小于 1 .5 mm（见《钢结构防火 涂料 》 GB14907-2018 第 5 .1. 5 条）；当采用非膨胀型防火涂料（厚型）时，应注明防火保护层的等效热阻 R _i 、等效热传导系数 λ _i 和防火保护层厚度 d _i ，且 d _i 不应小于1 5 mm。

5） 图中 注明的 R _i 、 λ _i 、 d _i 应和“防火设计结果简图”及计算书一致 。

解释：

1） 本条说明为 建筑耐火等级 为 二级 的说明，当为其他等级时，应相应修改。

2） 本条说明为没有夹层的门刚结构说明，当存在夹层时，还应注明夹层楼面梁、楼盖支撑的耐火等

级。

3） 钢结构防火规范第 4 .1. 3 条 第2款规定：“设计耐火极限大于1.50小时的构件，不宜选用膨胀性防火涂料。”由于钢柱、柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）耐火极限为3.00小时（一级）、2.50小时（二级）、2.00小时（三级），因此按该条规定， 耐火等级为一级、二级和三级的钢柱、柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG）应采用非膨胀性防火涂料（厚型），不应采用膨胀性防火涂料（薄型） 。至于非膨胀型防火涂料 （厚型） 的最小厚度， 钢结构防火规范 和 《钢结构防火 涂料 》 GB14907-2018规定不同：前者 第 4 .1. 3 条 第4款规定：“非膨胀型防火涂料涂层厚度不应小于10mm”，后者 第 5 .1. 5 条 规定：“非膨胀型钢结构防火涂料涂层厚度不应小于15mm”。因此从严要求 非膨胀型防火涂料 保护层厚度 d _i 不应小于1 5 mm 。

4）屋面 钢梁、屋盖支撑 （SC） 和屋盖系杆 （XG） 设计耐火极限为 1.5小时（一级）、 1.0小时 （二级）、

0.5 小时 （三级）、不要求（四级），均不大1.5小时，因此， 屋面 钢梁、屋盖支撑 （SC） 和屋盖系杆 （XG）可采用 膨胀型防火涂料（薄型）， 也可采用 非膨胀型防火涂料（厚型） 。

当采用 膨胀型防火涂料（薄型） 时，图中只需注明 防火保护层的等效热阻 R _i ，其厚度在施工时根据具体防火涂料按以下方法确定：防火涂料供应商应提供最大使用厚度、最小使用厚度的等效热阻 R _i 以及防火涂料使用厚度按最大使用厚度与最小使用厚度之差的1/4递增的等效热阻 R _i ，然后据此采用线性插值法确定防火层厚度 d _i （见 钢结构防火规范第 7.2.8条 条 文说明）。例如，某种膨胀型 防火涂料供应商提供的参数如下：厚度 d _i 为2.0mm（最小厚度）时对应的 等效热阻 R _i 为0.10 m ² * ^o C/W，厚度 d _i 为3.0mm时对应的 等效热阻 R _i 为0.15 m ² * ^o C/W，厚度 d _i 为4.0mm时对应的 等效热阻 R _i 为0.20 m ² * ^o C/W，厚度 d _i 为5.0mm时对应的 等效热阻 R _i 为0.25 m ² * ^o C/W，厚度 d _i 为6.0mm（最大厚度）时对应的 等效热阻 R _i 为0.30 m ² * ^o C/W。如果 某工程屋面钢梁采用该膨胀型防火涂料，计算需要的 防火保护层的等效热阻 R _i 不应小于0.25 m ² * ^o C/W，则厚度 d _i 不应小于5.0mm。

当采用非 膨胀型防火涂料（厚型） 时， 应注明防火保护层的等效热阻 R _i 、等效热传导系数 λ _i 和防火保护层厚度 d _i 。它们之间的关系为： d _i = R _i λ _i 。 （见 钢结构防火规范第 7.2.8条第2款）

    5） “防火设计结果简图” 和 计算书 中有各个构件的 防火保护层的等效热阻 R _i ，当为非膨胀型防火涂料 （厚型） 时，还给出 防火保护层厚度 d _i ，应 取钢梁（钢柱）所有构件中最大的 等效热阻 R _i 和 d _i 在图中注明 。图中注明的非膨胀型防火涂料 （厚型）等效热传导系数 λ _i 也应与计算书中输入的一致。

第 （ 6 ） 条审查意见： 应按钢结构防火规范第3.1.5条注明：当施工所用防火保护材料的等效热传导系数 λ _i 与设计文件要求不一致时，应根据防火保护层的等效热阻 R _i 相等的原则确定保护层的施用厚度，并应经设计单位认可。对于非膨胀型钢结构防火涂料（厚型），可按《建筑钢结构防火技术规范》
 GB51249-2017附录A确定防火保护层的施用厚度；对于膨胀型防火涂料（ 薄 型），可根据涂层的等效热阻直接确定其施用厚度。

解释： 采用PKPM程序进行防火计算时，非膨胀型 防火保护材料（厚型）的等效热传导系数 λ _i 内定为0.10 W/（m* ^o C），可修改。 当施工所用防火保护材料的等效热传导系数 λ _i 与 图中注明的 不一致时，应根据防火保护层的等效热阻Ri相等的原则确定保护层的施用厚度 ，即按照 钢结构防火规范 附录A的式（A-1）计算： d _{i 2} = d _{i 1} λ _{i 2} / λ _{i 1} 。 其中： d _{i 2} 为施工时采用的防火保护层厚度； d _{i 1} 为图中注明的防火保护层厚度； λ _{i 2} 为施工时采用的非膨胀型防火涂料 （厚型） 的等效热传导系数； λ _{i 1} 为图中注明的非膨胀型防火涂料 （厚型） 的等效热传导系数。

第 （ 7 ） 条审查意见： 应按钢结构防火规范第4.1.3.5条注明：防火涂料与防腐涂料应相容、匹配。

解释： 钢结构防火规范第4.1.3.5条 条文说明指出：“应特别注意防火涂料与防腐涂料的相容性问题，尤其是膨胀型防火涂料，因为它与防腐油漆同为有机材料，可能发生化学反应。 在不能出具第三方证明材料证明防火材料、防腐涂料相容的情况下，应委托第三方进行试验验证 。 膨胀型防火涂料、防腐油漆的施工顺序为：防腐底漆、防腐中间漆、防火涂料、防腐面漆 ，在施工时应控制防腐底漆、中间漆的厚度，避免由于防腐底漆、中间漆的高温变性导致防火涂层的脱落，避免因面漆过厚、过硬而影响膨胀型防火涂料的发泡膨胀。”

第 （ 8 ） 条审查意见： 防火涂料应满足《钢结构防火涂料》GB14907-2018标准。

解释：市场上防火涂料鱼目混珠，因此应明确 防火涂料应满足《钢结构防火涂料》GB14907-2018标准 。

3、 有关参数问题

（1） 高温下钢材的物理参数热膨胀系数 α _s 、热传到系数 λ _s 、比热容 c _s 和密度 ρ _s 按 钢结构防火规范第 5 .1. 1 条 “表5.1.1”取值，PKPM程序也按此取值，不能修改；

（2） 防火保护材料的物理参数：

1） 防火保护材料 比热容 c _i ： 钢结构防火规范 没有规定取值，PKPM程序内定为1000J/(kg * ^o C)。笔者从有 关资料查得，当温度从20 ~1000 ^o C变化时， c _i 从1187~1676 J/(kg * ^o C)变化。 PKPM程序内定为1000J/(kg * ^o C)偏于安全。

2） 防火保护材料的密度 ρ _i ： 钢结构防火规范 没有规定取值，PKPM程序内定为680kg/m ³ 。 《钢结构防火涂料》GB14907-2018 第5.2.1条、第5.2.2条规定：干密度不大于500 kg/m ³ （室内）和650（室外） kg/m ³ 。

3） 对于防火涂料 ，由于其属于轻质防火保护层（见 钢结构防火规范 第6.2.2条条文说明），按 钢结构防火规范 第6.2.2条第2款式（6.2.2-3）、式（6.2.2-4）， α 与 防火保护材料 比热容 c _i 和 密度 ρ _i 无关，因此 c _i 、 ρ _i 取值不影响结果 。

4、 圆钢支撑防火设计问题

   

在门刚结构中，圆钢柱间支撑（ZC）、圆钢屋盖支撑（SC）应用非常多。对于柱间支撑（ZC）， 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015 第8.2.3条规定，除有吊车时牛腿以下必须采用型钢柱间交叉支撑外，其余情况下均可采用 圆钢柱间支撑（ZC）；对于屋盖支撑（SC）， 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015 第8.3.2条规定，除屋面斜梁承受悬挂吊车荷载时屋盖横向支撑必须选用型钢柱间交叉支撑外，其余情况下均可采用 圆钢屋 盖 支撑（SC）。因此，圆钢支撑（ZC和SC）的防火设计非常重要。

由于圆钢支撑（ZC和SC）直径一般不大于25mm，如果采用非膨胀型防火涂料 （厚型） ，厚度至少15mm，施工太困难，即使勉强施工，由于其刚度小，容易产生震动、变形，厚度较大的防火涂料会脱落。因此， 屋盖圆钢支撑（SC）尽可能采用膨胀型防火涂料 （薄型） ，同时由于 屋盖支撑 （SC） 设计耐火极限为 1.5小时（一级）、 1.0小时 （二级），均不大1.5小时，也 能满足 钢结构防火规范 第4.1.3条第2款 “设计耐火极限大于1.50小时的构件，不宜选用膨胀性防火涂料”的规定。

对于 柱间圆钢支撑（ZC），笔者建议，耐火等级为三级的门式刚架的柱间支撑 （耐火极限为2.0小时）和 耐火等级为二级的单层厂房（仓库）的门式刚架的柱间支撑 （按 钢结构防火规范 第3.1.1条条文说明“注：2” 耐火极限可为2.0小时） 也采用膨胀型防火涂料 （薄型） 。因为 钢结构防火规范 第4.1.3条第2款用词为“不宜”， 表示在条件允许时必须这样做，在条件不允许时可不这样做，而圆钢喷涂数厘米厚的非膨胀型防火涂料 （厚型） 太困难，属于“条件不允许”，因此“可不这样做”，也就是说可不执行“不宜选用膨胀性防火涂料”的规定。对于 耐火等级为一级的门式刚架的柱间支撑 （耐火极限为3.0小时；当为单层厂房时，按 钢结构防火规范 第3.1.1条条文说明“注：2” 耐火极限可为2.5小时）， 建议采用角钢支撑，采用非膨胀型防火涂料 （厚型） 。

5、 结语

（1） 绝大多数情况下， 钢结构构件应采取防火保护措施 ，因为其在不进行防火保护时的 耐火极限低于设计耐火极限 （即 T _d ≤ T _m ， T _d 为临界温度，指钢构件受火灾作用达到其耐火承载力极限状态时的温度； T _m 为无防火保护构件在设计耐火极限 t _m 时间内的最高温度）。只有在极少数情况下，即荷载比很小（相当于截面很大）、截面形状系数很小、耐火极限较小时，才会出现 T _d > T _m ，不需进行防火保护。

（2） 钢柱、柱间刚性系杆 （XG） 及型钢柱间支撑 （ZC） 应采用非膨胀型防火涂料（厚型）保护 （建筑耐火等级为四级时可采用膨胀型防火涂料）， 厚度 应通过计算确定， 一般为15~40mm ； 圆钢柱间支撑 （ZC） 建议采用膨胀型防火涂料（薄型）保护，厚度一般为1.5~7mm 。

（3） 屋面钢梁、屋盖系杆 （XG） 及型钢屋盖支撑 （SC） 可采用非膨胀型防火涂料（厚型）保护，也可采用膨胀型防火涂料（薄型）保护；圆钢屋盖支撑 （SC） 采用膨胀型防火涂料（薄型）保护 。钢梁防火涂料厚度应通过计算确定，且非膨胀型防火涂料（厚型）厚度不应小于15mm，膨胀型防火涂料（薄型）厚度不应小于1.5mm。

（4）由于钢梁设计耐火极限比钢柱设计耐火极限小，钢梁防火涂料保护层厚度一般小于钢柱防火涂料保护层厚度。

（5） 当风荷载较小、门刚结构高度和跨度较小、柱间支撑 （ZC） 数量较多时 ，柱间支撑 （ZC） 、柱间系杆 （XG） 的防火保护层厚度一般小于钢柱防火保护层厚度，屋盖支撑 （SC） 、屋盖系杆 （XG） 的防火保护层厚度一般小于钢梁防火保护层厚度， 采用 柱间支撑（ZC）和柱间系杆（XG） 的防火保护同钢柱的防火保护、 屋盖支撑（SC）和屋盖系杆（XG） 防火保护同钢梁的防火保护的做法是偏于安全的 。 当风荷载较大、门刚结构高度和跨度较大、柱间支撑数量较少时，柱间支撑 （ZC） 、柱间系杆 （XG） 、屋盖支撑 （SC） 、屋盖系杆 （XG） 的防火涂料保护层厚度应通过计算确定 。