火灾荷载是钢结构设计时必须考虑的荷载，你知道吗？

钢结构因其重量轻、强度高而广泛应用于建筑结构中。 但钢材的耐火性能较差，在高温下其材料强度和稳定性逐渐下降。 因此，火灾荷载是钢结构设计时必须考虑的荷载。 本文将根据自己的理解，结合《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017，介绍一下钢结构的防火设计。

1、主要设计方法：耐火极限法、承载力法、临界温度法

所谓耐火极限法，就是采用实验方法进行设计，用设计荷载下的构件进行实验，得到构件在着火下的实际耐火极限不低于规定的耐火极限。 这种方法既费时又费钱，几乎没有业主会同意采用这种方法。

承载力方法与我们常规的设计理念类似。 主要检查钢材在高温下的应力比是否满足要求。

临界温度法以温度为核心，保证钢结构的温度在规定的耐火极限内不超过规定的极限温度。

2 主要设计步骤

1、承载力法

(1)确定耐火等级和耐火极限

建筑物的耐火等级由建筑物规定。 耐火极限是通过查《建筑设计防火规范》根据耐火等级确定的，见下表：

(2)计算钢结构温度

按《建筑钢结构防火设计规范》第6.2.2条公式计算钢结构温度，如下：

式中需要确定综合传热系数α、形状系数Fi/V、热烟气温度Tg。

规范中给出了综合传热系数α的确定方法，因此根据下图我们可以确定，采用承载力法设计时，首先应选择防火层的类型和厚度，以确定防火层的类型和厚度。综合传热系数。

对于形状系数的计算，规范中给出了计算方法，如下图所示。 常用截面的形状系数见第6.2.2条的描述。

热烟的温度Tg与火灾温升曲线有关。 我们的结构设计师需要根据建筑的形式和功能来确定火灾的类型，从而选择合适的温升曲线。

然后根据6.2.2节中的公式，可以迭代计算钢结构在规定的耐火极限下的温度。

(3) 测定高温下材料强度的降低量

根据《建筑钢结构防火设计规范》第5.1.2-5.1.3条，确定钢材的折减强度和弹性模量。

(4)内力组合计算

根据规范第3.2.2条，考虑火灾时结构上可能同时发生的荷载，荷载计算如下：

(5)承载能力验证

根据规范第7.1条计算构件在不同工况下的承载能力。 若承载能力验证不满足，则重新选择防火层类型或厚度，并返回步骤(2)。

2.临界温度法

(1)确定耐火等级和耐火极限

与承载力法相同，首先确定构件的耐火极限。

(2)内力组合计算

同承载力法步骤(4)

(3) 确定临界温度

根据《建筑钢结构防火设计规范》7.2条，计算各工况下构件的荷载比，查表得出构件的临界温度Td。

(4)确定防火层的等效热阻

将得到的临界温度代入公式7.2.8-1，即可得到膨胀型防火涂料的等效热阻。 若采用非膨胀型防火涂料，防火层厚度应按式7.2.8-2计算。

注：临界温度法适用于负载比在0.3至0.9之间。 如果荷载比小于0.3且大于0.9，临界温度法的计算结果与结构承载力法有显着差异。 此时，应采用结构承载力法进行计算。

两种设计方法的总体设计流程如下：