钢构件防火计算工具

转自公众号：结构侠Lisper

最近一个轻钢厂房设计项目，极度负责的审图老师要求提供支撑系统及吊车梁的防火计算书。没办法，审图老师的要求一定要满足，于是开始着手这些钢构件的防火计算。

满世界的找工具，发现PKPM就有钢构件防火设计工具。

满心欢喜地点开一看，又有点傻眼了……

主要的信息都需要手工输入，在使用这个工具前，还要先自行算好各种数据，软件就只是一个计算器而已。

又找其他知名软件，结果某科和某ds都没有单独的构件防火计算工具箱，还不如PKPM呢。

哎，看来只有自己来搞了。仔细研读了一下《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017），规范已经提供了具体的计算公式和要求。

Excel准备好，钢构件防火计算工具搞起来……

通过一段时间的辛勤工作，终于完成了“钢构件构件防火计算表(承载力法)”和“钢结构构件防火计算表(临界温度法)”的编写。

具体的内容如下：

对于常用的钢结构构件，如圆钢支撑、型钢支撑、系杆、吊车梁、楼面次梁等提供了两种计算方法（承载力法与临界温度法，PKPM软件进行防火计算时采用临界温度法，YJK软件进行防火计算时采用承载力法）。

对于花纹钢板平台板及钢楼梯，除了进行常规的构件计算，还进行了临界温度法防火计算。

由于进行防火计算的荷载组合与常规设计不同，表格同时提供了防火计算荷载辅助计算工具。

终于，可以愉快地完成图审老师的任务了……

不过还存在一个问题， 《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）中对于轴心受力构件，需要考虑热膨胀效应。

以一个常规的屋面系杆为例（柱距为7.5m，规格为φ159X5.0，材质为Q235B，耐火等级为二级，耐火极限为1.0h，涂刷膨胀型防火涂料，等效热阻Ri=0.5）：

系杆截面形状系数Fi/V=206.493 m-1；火灾类型为纤维类物质。综合热传递系数α=1/Ri=2，根据规范公式6.2.2-1条迭代计算出Ts=233℃。在此温度下钢材屈服强度折减系数ηsT=0.9371，钢材弹性模型折减系数χsT=0.9153。

考虑热膨胀效应的应力σsT=αsχsTEs△T=0.000014×0.9153×206000×（233-20）=562 N/mm2，远远超出了钢材的屈服强度。

对于这类构件，设计出来的截面与防火涂料与常规认知差异太大，不解……

也许是我对规范的理解不到位，有清楚的人请不吝指教。

此外，PKPM居然不能进行重钢厂房格构柱的防火计算（R2.1版，新版不太清楚是否已改进）。后续 《门刚绘图大师》将增加格构柱防火计算功能，敬请期待。

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