2.钢材

在高温下，普通钢材的弹性模量应按下式计算：

(式5-4-54)

(式5-4-55)

式中， —温度（℃）；

—温度为 时钢材的初始弹性模量（N/m㎡）；

E—常温下钢材的弹性模量（N/m㎡），按现行《钢结构设计规范》（GB 50017）确定；

—高温下钢材的弹性模量折减系数。

高温下钢材的热膨胀系数可取1.4×10-5m/℃。

在高温下，普通钢材的屈服强度应按下式计算：

(式5-4-56)

(式5-4-57)

(式5-4-58)

式中： ——钢材的温度（℃）；

——高温下钢材的屈服强度（N/m㎡）；

——常温下钢材的屈服强度（N/m㎡）；

——常温下钢材的强度设计值（N/m㎡），应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017取值；

——钢材的分项系数，取 ；

——高温下钢材的屈服强度折减系数。

（三）火灾极限状态下荷载效应组合

《建筑钢结构防火技术规范》(国标报批稿)规定，火灾作用工况是一种偶然荷载工况，可按偶然设计状况的作用效应组合，采用下列较不利的设计表达式：

(式5-4-59)

(式5-4-60)

式中： ——荷载（作用）效应组合的设计值；

——按永久荷载标准值计算的荷载效应值；

——按火灾下结构的温度标准值计算的作用效应值；

——按楼面或屋面活荷载标准值计算的荷载效应值；

——按风荷载标准值计算的荷载效应值；

——结构重要性系数；对于耐火等级为一级的建筑， ；对于其他建筑， ；

——永久荷载的分项系数，一般可取 =1.0；当永久荷载有利时，取 =0.9；

——温度作用的分项系数，取 =1.0；

——楼面或屋面活荷载的分项系数，取 =1.0；

——风荷载的分项系数，取 =0.4；

——楼面或屋面活荷载的频遇值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值；

——楼面或屋面活荷载的准永久值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。

（四）结构构件抗火验算基本规定

1.耐火极限要求

构件的耐火极限要求与《建筑设计防火规范》GB50016、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045及其他国家标准的要求一致。

2.构件抗火极限状态设计要求

《建筑钢结构防火技术规范》(国标报批稿)提出了基于计算的构件抗火计算方法。火灾发生的概率很小，是一种耦合荷载工况。因此，火灾下结构的验算标准可放宽。根据《建筑钢结构防火技术规范》(国标报批稿)，火灾下只进行整体结构或构件的承载能力极限状态的验算，不需要正常使用极限状态的验算。构件的承载能力极限状态包括以下几种情况：

①轴心受力构件截面屈服；

②受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构；

③构件整体丧失稳定；

④构件达到不适于继续承载的变形。对于一般的建筑结构，可只验算构件的承载能力，对于重要的建筑结构还要进行整体结构的承载能力验算。

基于承载能力极限状态的要求，钢构件抗火设计应满足下列要求之一：

①在规定的结构耐火极限时间内，结构或构件的承载力Rd不应小于各种作用所产生的组合效应Sm，即：

（式5-4-61）

②在各种荷载效应组合下，结构或构件的耐火时间td不应小于规定的结构或构件的耐火极限tm，即：

（式5-4-62）

③结构或构件的临界温度Td不应低于在耐火极限时间内结构或构件的最高温度Tm，即：

（式5-4-63）

对钢结构来说，上述三条标准是等效的。由于钢构件温度分布较为均匀，因此，钢结构构件验算时采用上述第③条的最高温度标准，混凝土构件可采用前面两条标准。

3.构件抗火验算步骤

采用承载力法进行单层和多高层建筑钢结构各构件抗火验算时，其验算步骤为：

①设定防火被覆厚度。

②计算构件在要求的耐火极限下的内部温度。

③计算结构构件在外荷载作用下的内力。

④进行荷载效应组合。

⑤根据构件和受载的类型，进行构件抗火承载力极限状态验算。

⑥当设定的防火被覆厚度不合适时(过小或过大)，可调整防火被覆厚度，重复上述①～⑤步骤。

采用承载力法进行单层和多高层混凝土结构各构件抗火验算时，其验算步骤为：

①计算构件在要求的耐火极限下的内部温度。

②计算结构构件在外荷载作用下的内力。

③进行荷载效应组合。

④根据构件和受载的类型，进行构件抗火承载力极限状态验算。

⑤当设定的截面大小及保护层厚度不合适时(过小或过大)，可调整截面大小及保护层厚度，重复上述①～④步骤。

4.钢结构构件抗火验算

这里只介绍基于高温下承载能力验算的方法，火灾下钢构件的验算还有极限温度计算方法，读者可参考其他资料。

高温下，轴心受拉钢构件或轴心受压钢构件的强度应按下式验算：

（式5-4-64）

式中： —火灾下构件的轴向拉力或轴向压力设计值；

—构件的净截面面积；

—高温下钢材的强度折减系数；