鋼結構防火設計，與混凝土結構的防火設計差之千里，即使如此，建筑依慣例，也是僅注明梁柱耐火限，而結構壓根就不聞不問，鋼結構防火真是姥姥不疼舅舅不愛。鋼構防火特殊，設計弄不明白，監(jiān)理糊里糊涂，施工鬧不機敏，大多數(shù)自認為防火涂料就行，特別是甲方惟欲薄型（膨脹型）~因為不影響任何功能外觀，當然跟賣涂料的夸夸其談，監(jiān)管不熟而默然也有關系。

鋼結構防火與混凝土結構不一樣，主要體現(xiàn)在砼結構因保護層耐火時限足夠，故而無需計算。而鋼結構沒有保護層，直接就是受力構件。所以有三種設計方法，分別是：“耐火限法”“承載力設計法”和“限溫度法”，耐火限法，跟混凝土結構模式一模一樣，也就是目前95%以上設計圖紙所采用的方法，特點是省事，僅注明梁柱耐火限（當然這也不夠深度，后面再說），而其余的一律不管。

另一種方法，先明確在采用防火防護層的情況下，火災多長時間(對應耐火限)能達到多高溫度，再計算達到此溫度時對應鋼構件多大強度ft（當然ft肯定比常溫f要減?。?，然后根據鋼材的高溫強度ft，再純結構進行鋼結構構件的拉壓彎剪，以及壓彎拉彎計算。

第三種方法，先計算常溫下鋼結構的拉壓剪彎“荷載比”R（0.3~0.9），再根據荷載比及其他諸多參數(shù)，而確定鋼構件可承受的溫度，謂之限溫度，然后再根據火災升溫曲線，計算多長時間（耐火限）是否達到限溫度，從而決定是否需要防火防護層及其厚度。

三種方法說起來很簡單，若按字進行排版，公式就得一尺長，涉及鋼材截面形狀、保護層特性、火災特征，比熱容等參數(shù)，麻煩得很。主要的是須考慮鋼構件的受力因素，確實更科學更合理，也更符合客觀情況，從耐火限法向承載力法或限溫度法的轉變，須要求建筑和結構兩個的緊密結合，甚至某種意義上，更是結構占地位。

鋼結構防火設計方法，是設計和圖審應考慮和計算的，但落實到圖紙上要求咋做，才是施工、監(jiān)理、監(jiān)管所關注的。那么圖紙上關于鋼結構防火歸根到底應該到什么深度呢？咱們以防火涂料為例，《GB51249》第3.1.4條說的很清楚，若采用非膨脹涂料，應該明確涂料厚度和等效熱傳遞系數(shù)。

若為膨脹性涂料，應該明確厚度與等效熱阻。防火涂料的老標準分為厚型、薄型、超薄型，以至于現(xiàn)行規(guī)范實施好幾年了，人們還常如此稱呼。現(xiàn)行規(guī)范依據不同情況，將涂料分成不同類別：室內型和室外型，通用型和專用型，水基型和溶劑型。當然原有的厚型、薄型和超薄型依據厚度分類，現(xiàn)已根據受火后的變化情況調整為膨脹型和非膨脹型。

非膨脹型一般為無機絕熱材料 ，厚度25-40mm，遇火不膨脹，規(guī)范中小厚度15mm；而膨脹型則是主體為有機樹脂，外加發(fā)泡劑阻燃劑，因其受火后厚度膨脹十幾倍，變成多孔碳化層，所以它有兩個厚度，膨脹之前稱為涂層厚度，受火之后稱為膨脹層厚度。

膨脹型涂料的涂層厚度不能太厚，否則影響膨脹效率，且存在日常開裂脫落風險，耐久性不足，就跟假如你需要一克洗發(fā)水就把頭洗的干干凈凈，非給你半斤，不但浪費，也影響效果。涂層厚度須依據等效熱阻經計算而定，當然也有構造小厚度，依據GB14907-2018第5.1.5條不得小于1.5mm。

其實，鋼構件的防火措施，除噴涂防火涂料之外，還有安裝防火板，包覆柔性氈狀隔熱材料以及剛性防火如混凝土砂漿或磚。防火板以纖維水泥板或石膏紙板類居多，有薄厚型和之分，自攻釘與龍骨連接，關鍵點在于縫隙處理；氈狀隔熱材料有硅酸鋁纖維和玻璃棉巖棉等，關鍵點在于潮濕環(huán)境禁用；鋼絲網混凝土砂漿或砌體剛性防火層太厚，占空間大，應用也不多。

上述防護措施，應由建筑在圖紙中明確，建筑圖中僅僅注明鋼梁柱耐火等級是遠遠不夠的，除了體現(xiàn)耐火等級和梁柱耐火限之外，還須補充一些其他東西，按《鋼結構防火技術規(guī)范》的第3.1.1條，同時這也是一個強條：柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）的設計耐火限與鋼柱相同；屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）的設計耐火限與屋面鋼梁相同。

因此除對鋼柱梁進行防火設計外，還應對柱間支撐（ZC）和柱間系桿（XG）、屋蓋支撐（SC）和屋蓋系桿（XG）進行防火設計計算。對于廠房來講，另外還有一個強條，鋼結構防火規(guī)第3.1.3條，鋼結構節(jié)點的防火保護與被連接構件中防火保護要求高者相同。

但是上述這些內容，建筑咋會明白？尤其“強剪弱彎、墻柱弱梁、強節(jié)點弱構件”的結構原則，在建筑不懂而結構不聞不問中，關鍵問題就煙消云散而香消玉殞了。非常值得注意的是，門式剛架中如果采用圓鋼支撐，直徑一般不大于25mm，若采用非膨脹型防火涂料（厚型），厚度至少20mm，施工太困難，即使勉強施工，終可能會達到直徑65mm。

你想想十來米長粗65mm大坨子，芯是之間直徑不大于25mm鋼棍，由于其剛度小，容易產生震動、變形，厚度較大的防火涂料會脫落，正如高空電纜覆裹冰雪一樣。因此，屋蓋圓鋼支撐盡可能采用膨脹型防火涂料（薄型）。因為性太強，建筑看不懂，結構不屑于，但那是結構的責任。

咱們明確了鋼結構防火設計的計算是結構負責，下面簡要分析一下鋼結構設計軟件的防火設計。僅提供膨脹和非膨脹涂料計算，雖有鋼絲網砂漿，但不能應用，計算也很簡單，只能出等效熱阻，無法提供等效熱傳遞系數(shù)，甚至計算書中明顯的地（低）碳環(huán)保~

盈建科與基本類似，甚至連耐火等級都取消，提供了一個重要性系數(shù)，默認纖維燃燒物，也提供了烴類火災曲線。提供可選保護層類型，勾選構件考慮溫度組合，找到盈建科鋼結構防火設計輸出端，圖形中卻沒有顯示結果。

上述兩種軟件，根據技術條件，它們僅提供限溫度法進行簡單計算，一次定義簡單有限的參數(shù)后，僅計算涂料厚度與等效熱阻。相對來說3D3S要復雜一些，以門式剛架為例，連楔形構件自定義形狀系數(shù)都有，而且是交互輸入，分別定義，終以圖形模式輸出，可自動輸出計算書。

鋼結構防火這么復雜，但一直以來不為人所不知，也不常用。就連幾個國內航母級結構分析軟件，都對此一帶而過，淺嘗即止，根本達不到應有深度。設計文件中連防火涂料厚度和等效熱傳遞系數(shù)及熱阻都沒有提及，就要求一個耐火限，根據涂料產品說明書施工自己看著定。

雖然確實很復雜，又沒有效得力的計算工具，但作為一個負責任的設計，起碼得明確涂料厚度，以及等效熱傳遞系數(shù)和等效熱熱阻。如果采用其他防護措施，也給人家說明白點，實在不懂，起碼也看看檢測與驗收的那一章，提出一些概況性要求也行。

順便腳談談新中國消防設計規(guī)范演變歷程，再配一點消防基礎知識~燃燒與火災機理。消防規(guī)范早可追溯至1956年國家建設委員會批準了和建工部參考蘇聯(lián)規(guī)范而編制的《工業(yè)企業(yè)和居住區(qū)建筑設計暫行防火標準》，直至1975年國家基本建設委員會批準和化工部編制的《建筑設計防火規(guī)范》TJ16-74，從消防設計此步入正軌

九十年代初，按照關于防火“以防為主、消防結合”的批示，1995年修訂了《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95，但是因《建規(guī)》和火）規(guī)》有諸多不一致，所以住建部2014年將建規(guī)和高規(guī)合并為新《建規(guī)》GB50016-2014，之后2018年因老年人設施而局部修訂，至此成為現(xiàn)行版本。

說到這不得不說說火災機理，談火災必然與燃燒相關。燃燒三要素是可燃物、助燃物和引火源，所以火災輕重影響因素就是可燃物的數(shù)量、布置和性質。數(shù)量就是多與少，布置就是分散與集中，性質可分為兩類：一）普通纖維類，包括衣物、被服、紙張、木柴等常見物，經過實驗，又稱標準升溫曲線；二）石油化工產品、烷炔烯等烴類或其他高分子化工物的廠房。又稱為碳氫升溫曲線。

碳氫升溫曲線比標準升溫曲線陡的多，從局部燃燒到燃燒耗時很短，“轟燃階段”迅速而短暫。很短時間即可達到峰值。所以防火規(guī)范要求，無論民用建筑和工業(yè)建筑，甲乙類物質嚴禁存放地下室，否則相當于大型火災輕重的影響因素是環(huán)境，狹仄的環(huán)境，與高大廣闊空間升溫曲線差的很多。

燃燒學和火災升溫曲線屬于基本知識，就跟抗震的震中、震源深度、震中距和縱波橫波一樣，結構抗震設計都不會涉及。正如那年我在北川老縣城宏觀調查的沿街很長建筑群的壞形式，與波的波長有關，但你敢打包票你家建筑肯定不位于波峰或波谷處，從而震災很輕嗎？同樣，你敢保證你家可燃物分布和場景對火災升溫曲線非常有利而火災很小嗎？所以，還是規(guī)規(guī)矩矩以調查統(tǒng)計而得的國家規(guī)范為依據，進行標準化設計。

鋼構防火總結：鋼結構特點一方面是熱阻小而升溫迅速，是隨溫度升高而強度劇烈降低。所以鋼結構防火很重要。重要的話也不用說三遍了，這篇文章講了好多鋼結構防火知識，主要是基于構件的防火設計，其實更準確的應該是基于建筑整體防火設計～高大上～酷炫妙，講究空間溫度場分析，動態(tài)火景分布，還得考慮熱膨脹因素，基于整體的防火設計，需要專門大型軟件，甚至考慮大數(shù)據云計算。

規(guī)范規(guī)定，跨度大于60米鋼結構，宜進行基于整體式的防火設計；跨度大于120米和預應力鋼結構，應進行基于整體式防火設計。但正如前文所述，基于構件的防火設計軟件都簡單的可憐，而基于整體防火設計軟件，國內更是鳳毛麟角，可是國外軟件咱僅耳聞，從沒見過，更別提測試。

從實用主義角度看，熟悉了夏工的鋼結構防火設計論述，對于建設單位來說也很有好處。如特定情況下，荷載比不大，截面形狀系數(shù)很小，耐火限又不高，有可能會出現(xiàn)Td>Tm，構件可不需任何防火保護～能省錢；還有比如明確一類檁條和二類檁條，量大面廣的一類檁條也可以不需防火保護，從而合法依規(guī)、杜絕隱患而又節(jié)省造價，從社會和諧的角度看，也有利于社會發(fā)展。

若從設計角度看，目前絕大多數(shù)都不合格，譬如依據《GB51429》第4.1.3條，室內隱蔽構件和耐火限大于1.5小時的構件，不能采用膨脹型涂料。如此一來，二級耐火等級以下的梁可以薄涂，但鋼柱肯定不能用薄型涂料，須用非膨脹涂料，可現(xiàn)實中違規(guī)者比比皆是；另外對于薄型防火涂料與防腐漆等相容性須作出要求，否則很短時間內就自己就化學反應了，脫落在所難免，何談耐久性？