62：BS EN 1993-1-2：2005中文版（钢结构设计——总则：结构防火设计）

英国标准英国标准 BS EN 1993-1-2:2005 增加了第一号和第二 号勘误表 欧洲规范欧洲规范 3：钢结构设计：钢结构设计 第第 1-2 部分：总则结构防火设计部分：总则结构防火设计 该欧洲标准 EN 1993 1-2 2005 与英国标准具有同等效力 ICS 13.220.50； 91.010.30； 91.080.10 BS EN 1993-1-2:2005 此英国标准经由标准 政策和战略委员会于 2005年4月29日授权 出版。 BSI 2006 ISBN 0 580 45974 8 英国版前言英国版前言 本英国标准为EN 1993-1-2:2005的官方英文版，包括2005年12月份的勘误 表。本标准用于代替已经撤销的DD ENV 1993-1-2:2001规范。 说明：1号勘误表采用的是欧洲标准委员会（CEN）勘误标准，在下面的分 项条款2.1.1（1）、2.4.1（2）和4.2.1（1）.中，在条款号后面加了字母“P”， 并把“应该”替代为“将”。 欧洲规范的结构按照主要材料可分为几个部分：混凝土结构、钢结构、钢 混组合结构、木结构、砌体结构和铝结构。本规范为特殊设计所需的所有相关 部分设定了共同的废止日期(DOW)。当所有EN欧洲规范出版之后，与之相冲突 的国家标准将在共存期结束时废止。 EN出版后，将有两年的国家标准修正期，在此期间将发布国家标准附录， 而后的共存期最多三年。 在共存期内， 鼓励各成员国调整其国家标准中的规范， 有冲突的各国标准最迟将在2010年3月废止。 英国标准ES1993-1-2将替代英国标准BS 5950-8，BS 5950-8 将于2010年3 月撤销。 建筑及土木工程技术委员会B/525委托英国进入钢结构小组委员会 B/525/31参加规范的编制工作，其职责如下： 帮助咨询者了解标准内容； 向相应的国际/欧洲委员会提供解释或变更提案的审查结果， 并及时通 知英国相关方面；监督国际和欧洲的相关进展动态，并反馈给英国方面。 可向秘书处索取参与该小组委员会的机构名单。 本 EN 标准中允许各成员国自行决定的标准化部分，将在标准化文件中给 出相应的范围和可能的选择，并给出将其作为由国家决定参数（NDP）的标注。 若在 EN 中有多个 NDP， 则 NDP 可以是某个因素的特定值、 一个特定的级别或 类别、一种特殊的方法或一种特殊应用规则。 为使 EN 1998 在英国得到应用，NDP 将刊登在英国版附录里，并在咨询公 众之后的适当时候将其归入此英国标准中。 出版以来发布的修订：出版以来发布的修订： 修订次数 日期 备注 16290 1号勘误 2006年6月 见英文版前言说明 16572 2号勘误 2006年9月29日 国家标准前言修订版， 以及替代废止细节 BS EN 1993-1-8:2005 本刊物并不包括合同中的所有必要条款。使用者应负责正 确使用。 符合英国标准并不表示可免除其法律责任符合英国标准并不表示可免除其法律责任 版面综述版面综述 此文件包括封面、封二、第1页、空白页、EN标题页、正文第2页 到78页、内封底和封底。 本文件中的BSI版权声明表示文件最新版的发行日期。 欧洲标准欧洲标准 EN 1993-1-2 2005 年 4 月 ICS 13.220.50； 91.010.30； 91.080.10 取代 ENV EN 1993-1-2 与勘误版合并 2005 年 12 月 英文版本 1 欧洲规范欧洲规范 3：钢结构设计：钢结构设计 第第 1-2 部分：结构防火设计总则部分：结构防火设计总则 Eurocode 3: Calcul des structures en acier - Partie 1-2: Rgles gnrales - Calcul du comportement au feu Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung fr den Brandfall 该欧洲标准于2004年4月23日通过CEN（欧洲标准委员会）审批。 CEN 成员国均须遵守 CEN/CENELEC 内部条例，其条款规定了此欧洲标准在不做任何变更 的前提下即与各国国家标准具有同等效力的条件。 若要索取有关国家标准的最新目录和参考书目， 可向管理中心或任何 CEN 成员国提出申请。 本欧洲标准有三种官方版本（英文版、法文版和德文版）。任何由CEN成员国负责翻译成本国 语言的版本在总秘书处备案后，即与官方版本具有同等效力。 CEN 成员为各国国家标准机构，包括奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、 芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳 他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 2 目目 录录 前言前言 5 欧洲规范计划背景 5 欧洲规范的地位和应用领域 6 执行欧洲规范的国家标准 6 欧洲规范和产品统一技术规范（ENS和 ETAS）之间的联系 7 EN 1993-1-2 的附加信息 . 7 EN 1993-1-2 国家标准附录 . 8 1 总则总则 11 1.1 范围 . 11 1.1.1 EN 1993 的适用范围 . 11 1.1.2 EN 1993-1-2 的范围 . 11 1.2 参考标准 . 12 1.3 假设 . 13 1.4 原理和应用规则的区别 . 13 1.5 术语和定义 . 13 1.5.1 与设计一般原则有关的专用术语 13 1.5.2 与热作用有关的术语 14 1.5.3 与材料和产品有关的术语 14 1.5.4 与热传导分析有关的术语 14 1.5.5 有关力学性能分析的术语 15 1.6 符号 . 15 2 设计基础设计基础 20 2.1 要求 . 20 2.1.1 基本要求 20 2.1.2 公称火灾暴露 20 2.1.3 参数化火灾暴露 20 2.2 作用 . 20 2.3 材料特性设计值 . 21 2.4 验算方法 . 21 2.4.1 总则 21 2.4.2 构件分析 22 2.4.3 对部分结构的分析 . 23 2.4.4 整体结构分析 24 3 材料性质材料性质 24 3.1 总则 . 24 3.2 碳钢的力学性质 . 24 3.2.1 强度和变形性质 24 3.2.2 单位质量 25 3.3 不锈钢力学性质 . 28 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 3 3.4 热学性质 . 28 3.4.1 碳钢 28 3.4.2 不锈钢 31 3.4.3 防火材料 31 4 结构防火设计结构防火设计 31 4.1 总则 . 31 4.2 简单计算模型 . 32 4.2.1 总则 32 4.2.2 横截面分类 33 4.2.3 抗力 33 4.2.4 临界温度 41 4.2.5 钢材温度变化 42 4.3 高级计算模型 . 49 4.3.1 总则 49 4.3.2 热响应 49 4.3.3 力学响应 49 4.3.4 高级计算模型的验证 50 （标准类）附录（标准类）附录 A： 在温度升高时的碳钢应变在温度升高时的碳钢应变-硬化硬化 . 51 （标准类）附录（标准类）附录 B：外部钢筋工程的热传递：外部钢筋工程的热传递 53 B.1 总则 53 B.1.1 基础 . 53 B.1.2 尺寸计算惯例 . 53 B.1.3 热平衡 . 53 B.1.4 整体配置系数 . 55 B.2 没有被火焰吞噬的柱. 56 B.2.1 辐射性热传播 . 56 B.2.2 火焰辐射率 . 57 B.2.3 火焰温度 . 61 B.2.4 火焰吸收率 . 62 B.3 没有被火焰吞噬的梁. 62 B.3.1 辐射热传导 . 62 B.3.2 火焰辐射率 . 64 B.3.3 火焰温度 . 64 B.3.4 火焰吸收率 . 65 B.4 被火焰吞噬的柱 65 B.5 梁完全或部分被火焰吞没 . 68 B.5.1 辐射性热传导 . 68 B.5.2 火焰辐射率 . 72 B.5.3 火焰吸收率 . 72 （信息类）附录（信息类）附录 C：不锈钢：不锈钢 73 C.1 总则 73 C.2 钢材的机械性质 73 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 4 C.2.1 强度和变形性质 . 73 C.2.2 单位质量 . 74 C.3 热特性 80 C.3.1 热拉伸 . 80 C.3.2 比热 . 80 C.3.3 热导率 . 81 D.1 螺栓连接 82 D1.1 螺栓的设计抗剪力 82 D1.2 受拉螺栓的设计阻力 83 D.2 焊缝的设计阻力 83 D2.1 对焊 83 D2.2 角焊 84 D.3 防火接缝的温度 84 D3.1 总则 84 E.1 高级计算模型 . 86 E.2 简单计算模型 . 86 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 5 前言前言 此本欧洲标准 EN 1993欧洲规范 3：钢结构设计 由 CEN/TC250”结构欧洲规范”技术委 员会编撰，其秘书处由英国标准协会监管。CEN/TC 250 对所有欧洲结构规范负责。 通过相同文本的出版或确认， 最迟在2005年10月之前， 本欧洲标准应具有与国家标准同等效力， 而与之相冲突的国家标准最迟于2010年3月废止。 此文件取代ENV 1993-1-2文件。 根据CEN-CENELEC的内部规定，以下国家的国家标准组织必须执行此欧洲标准：奥地利、比 利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意 大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、 西班牙、瑞典、瑞士和英国。 欧洲规范计划背景欧洲规范计划背景 1975 年，欧共体委员会在条约第 95 条的基础上确定了建设领域的一项行动计划。该计划的 目的是消除行业的技术障碍以及统一技术规范。 在此行动计划中，欧洲委员会首先建立一套统一的建设工程设计的技术规则。此技术规则在第 一阶段作为各成员国现行规则的一种替代方案，并将最终取代各成员国的现行规则。 在成员国代表指导委员会的帮助下，欧洲委员会用15年的时间制定了欧洲规范计划，于20世纪 80年代诞生了第一套欧洲规范。 1989 年，欧洲委员会、欧盟成员国和欧洲自由贸易联盟根据欧委会和 CEN 之间的协议1，决 定通过一系列授权将欧洲规范的编制和出版任务移交给CEN， 以便使其在将来具备欧洲标准 （EN） 的地位。这实际上将欧洲规范与理事会及欧委会所有与欧洲标准相关的规定和指令联系起来（如 理事会的建筑产品（CPD）指令 89/106/EEC 和理事会的公共工程和服务指令 93/37/EEC、 92/50/EEC、89/440/EEC 及等效的欧洲自由贸易联盟用以建立内部市场的指令）。 结构方面的欧洲规范方案由下列标准组成，通常包括以下几个部分： EN 1990 :欧洲规范 0 结构设计基础 EN 1991 :欧洲规范 1 对结构物的作用 EN 1992 :欧洲规范 2 混凝土结构设计 EN 1993 :欧洲规范 3 钢结构设计 EN 1994 :欧洲规范 4 钢筋混凝土结构设计 1 欧洲共同体委员会和欧洲标准化委员会（CEN）之间有关建筑和土木工程设计欧洲规范（BC/CEN/03/89）工 作的协定。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 6 EN 1995 :欧洲规范 5 木结构设计 EN 1996 :欧洲规范 6 砌体结构设计 EN 1997 :欧洲规范 7 岩土工程设计 EN 1998 :欧洲规范 8 抗震结构设计 EN 1999 :欧洲规范 9 铝结构设计 欧洲规范标准明确了每个成员国监管部门的责任，并且规定各成员国监管部门有权决定国家标 准中与安全方面相关的数据，这类数据在不同的国家中会有所不同。 欧洲规范的地位和应用领域欧洲规范的地位和应用领域 欧盟和欧洲自由贸易协会的成员国承认欧洲规范作为参考文献，用于下列用途： 作为证明建筑和土木工程符合理事会指令89/106/EEC的基本要求的一种手段，尤其是基本 要求N1力学抗力和稳定性 以及基本要求N2火灾下的安全性； 作为确定建筑工程及相关工程服务合同的基础； 作为制定建筑产品统一技术规范的框架（ENs和ETAs） 。 尽管欧洲规范与统一的产品标准2的性质不同， 但就其对建筑工程本身而言， 欧洲规范与 CPD 第 12 条所述的解释性文件有直接关系3。 因此， 从事产品标准工作的 CEN 技术委员会和/或 EOTA 工作组必须充分考虑到因欧洲规范所产生的技术问题，以期实现这些技术规范与欧洲规范的完全 一致。 欧洲规范标准针对各种传统和新型的日用整体结构和部件产品设计，提供了通用的结构设计 规则。未具体涉及独特的建筑形式或设计条件，若有上述情况，设计者需另行咨询专家。 执行欧洲规范的国家标准执行欧洲规范的国家标准 执行欧洲规范的国家标准应包括 CEN 出版的欧洲规范（包括所有附录）的全部文本，前面是 国家版的标题页和国家版前言，最后可加上国家版附录。 2 根据CPD第3.3条，基本要求（ERs）在解释性文件中应具备具体形式，以在基本要求和委托之间建立必要的 联系来统一hEns和ETAGs/ETAs。 3 根据CPD第12条，解释性文件应： a) 提供基本要求的具体形式，要求有统一的术语和技术基础，并在必要时指出每个要求的类别或级别； b) 说明这些要求的类别或级别与技术规范的对比方法，如计算和检验的方法、项目设计的技术规则等； c) 作为建立统一标准和欧洲技术审批准则的参考。 欧洲规范实际上发挥了与整个基本要求1和基本要求2的部分相似的作用。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 7 国家标准附录可能只包含欧洲规范中留待各国自行选择的参数，即各成员国确定参数，这些参 数将用于有关国家拟进行的建筑和土木工程的设计，即： 欧洲规范中给出了各种替代值的数值和/或级别， 欧洲规范中只给出符号处要用到的值， 各国特定数据（地理、气候等） ，如：雪图， 欧洲规范中给出了替代方案处所采用的方法。 其还可能包括： 信息类附录应用的规定： 非矛盾性补充信息的参考，以协助用户使用欧洲规范。 欧洲规范和产品统一技术规范（欧洲规范和产品统一技术规范（ENs 和和 ETAs）之间的联系）之间的联系 建筑产品的统一技术规范和工程的技术规则4之间有必要保持一致。 此外， 所有与引用欧洲规范 的建筑产品的CE标记一同出现的信息应明确地说明所考虑的是哪些国家确定参数。 EN 1993-1-2 的附加信息的附加信息 欧洲规范EN 1993-1-2阐述了钢结构抗火灾的设计原则，要求和有关规则，其中包括以下方面： 安全要求： EN 1993-1-2可供客户（例如具体要求的制定者） 、设计者、承包者和有关官方。 防火结构的总体目标是在发生火灾时，控制个人、公众、周围财产的风险，以及在有要求情况 下，控制环境或直接暴露财产的风险。 建筑产品说明89/106/EEC对防火灾危险给出了以下基本要求： 建筑工程的设计和建造必须确保在发生火灾时： 建筑物能够承载特定规定时间内荷载支承抗力； 能够限制特定时间内产生的火焰和烟雾，及其扩散； 能够限制特定时间内扩散到周围施工工程的火焰； 能够使居住者在发生火灾后撤离本工程或者通过其它方法被救援； 应考虑到救援队伍的安全。 根据2号说明文件“发生火灾时的安全” ，应遵守成员国中目前采用的各种火灾安全策略，例如 常规防火方案（一般火灾） ，或自然火灾（变量）防火方案，包括被动消火措施和/或主动消火措施。 在结构物方面的欧洲规范中，其防火部分主要阐述了设计结构和部件方面的被动消火措施，设 4 见 CPD 第 3.3 和第 12 条，以及解释性文件 N1 的第 4.2、4.3.1、4.3.2 和 5.2 条。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 8 计结构和部件应具有足够的承载强度，并可限制由此产生的火灾蔓延。 建筑物需要的功能和防火性能等级可以在普通（标准）防火级别中规定，一般在国家防火规定 或参考主动防火或被动防火安全工程评价中有具体规定。 相关的补充要求，例如： 喷淋系统的安装和维修保养； 防火建筑物或防火间的居住条件； 隔热和涂层材料的批准使用，包括这类材料的维护和保养等 没有包括在本文件中，因为这涉及到其他相关官方的标准。 分项系数的数值和其他可靠性因素都给出了推荐值，作为可靠性的可接受等级。选择这些数值 的前提条件是适当的工艺标准和质量管理标准已被采纳。 设计程序设计程序 结构防火设计的分析程序应全面考虑温度升高时结构系统的特性，考虑潜在的热暴露，主动及 被动防火系统的有益影响，以及与这三种特性有关的不确定性因素和结构的重要性（防火失效）。 目前，可以用一个程序确定防火结构的防火性能是否可以达到要求，在这个程序中，整合了一 些/全部参数， 用以证明在建筑物真的发生火灾时， 这个结构或者这个结构构件可以保持良好的性能。 然而，当设计程序以一般的（标准）火灾分类为基础时，需要达到一定防火时间的防火分类系统应 考虑到上述特性和不确定性因素（尽管不够明晰）。 本1-2部分的应用如图1所示。图中给出了规定性规范和以性能为依据的规范。规定性规范利用 了标准受火时产生的热作用。以性能为依据的规范，采用防火安全工程方法，参考了根据物理参数 和化学参数得出的热作用。 对于根据本部分的设计，应根据EN 1991-1-2确定结构的热作用和机械作用。 设计辅助工具设计辅助工具 如果没有简单的计算模型可用，欧洲规范结构以表格数据的形式给出了防火设计方案（以实验 或先进的计算模型为依据），这些数据的使用都应被限定在特定的有效范围内。 预期设计辅助工具将以EN 1993-1-2给出的计算模型为基础，由相应的外部组织制定。 EN 1993-1-2的主要内容和标准类附录包括了钢结构防火设计的主要原则和基本概念。 EN 1993-1-2 国家标准附录国家标准附录 本标准提供了替代程序、数值、分级建议，并给出了相应附注指明，在哪些情况中各国应自行 决定。因此，采用了EN 1993-1-2的国家标准应附带一份国家标准附录，其中应包含在各国所实施的 钢结构设计中将会被采用的，由各国自己确定的所有参数。 在EN 1993-1-2的下列条款中，将允许各国自行确定参数： 第2.3 （1）条； EN 1993-1-2 : 2005 (E) 9 第2.3 （2）条； 第4.1 （2）条； 第4.2.3.6 （1）条； 第4.2.4 （2）条； EN 1993-1-2 : 2005 (E) 10 图图0.1 设计程序设计程序 项目设计 规定性规范 （标准受火时产生的热作用） 构件分析 部分结构分析整体结构分析 边界处力学作 用的计算 边界处力学作 用的计算 力学作用 的选择 表格数据 简单计算模型 高级计算模型 简单计算模型 （如适用） 高级计算模型高级计算模型 以性能为依据的规范 （基于物理特性的热作用） 选择简单或高级的 火灾发展模式 构件分析部分结构分析 整体结构分析 边界处力学作 用计算 边界处力学作 用计算 力学作用 的选择 简单计算模型 （如适用） 高级计算模型高级计算模型 高级计算模型 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 11 1 总则总则 1.1 范围范围 1.1.1 EN 1993 的适用范围的适用范围 （1）EN 1993用于建筑和土建工程钢结构设计。其符合结构安全性和适用性的原则和要求，其 设计基础和检验的依据在EN 1990“结构设计基础”中进行了论述。 （2）EN 1993仅涉及到钢结构强度、适用性、耐久性和耐火性要求。其它标准，例如隔热或隔 声不在本标准考虑范围之内。 （3）应将EN 1993与以下标准一起使用： EN1990“结构设计基础” EN1991“结构上的作用” 与钢结构有关的建筑产品的欧洲规范 EN1090“钢结构执行标准” 1998“抗抗震结构设计”，这里的钢结构用于地震区 （4）EN1993又被细分为6个部分： EN 1993-1，钢结构设计：总则 EN 1993-2，钢结构设计：钢桥 EN 1993-3，钢结构设计：塔架，桅杆和烟囱 EN 1993-4，钢结构设计：料仓，储罐和管道 EN 1993-5，钢结构设计：桩基 EN 1993-6，钢结构设计：起重机支撑结构 1.1.2 EN 1993-1-2 的范围的范围 （1） EN 1993-1-2所涉及的是钢结构暴露于火灾的偶然情况的设计， 并计划与EN 1993-1-1和EN 1991-1-2结合使用。EN 1993-1-2 仅涉及到与常温钢结构不同的设计，或作为其补充。 （2）EN 1993-1-2只涉及到被动消防方法。 （3）EN 1993-1-2适用于在遭受火灾后可以满足承载力功能，且不至于过早垮塌的钢结构设计。 注：注：这部分不包括离散单元的规范。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 12 （4）EN 1993-1-2论述了对于在荷载功能和性能等级方面有特定要求的结构物，其设计原则和 应用规则。 （5）EN 1993-1-2论述了在EN 1993-1范围内，并依照该标准设计的结构和部分结构的设计。 （6）其中论述的设计方法适用于EN 10025中S235、S275、S355、S420和S460，以及EN 10210 和EN 10219中的所有等级的结构钢。 （7）规范中给出的设计方法同样适用于EN 1993-1-3中的冷成型钢件和钢板。 （8）规范中给出的设计方法同样也适用于以统一欧洲标准为依据的，温度升高时材料特性已 知的任何级别的钢材。 （9）规范中论述的设计方法同样也适用于EN 1993-1-4.中的不锈钢构件和不锈钢钢板。 注：注：钢筋混凝土结构的耐火设计请参见EN 1994-1-2。 1.2 参考标准参考标准 （1）本欧洲标准包括了标有/没标有日期的参考资料和其他出版物条款组成。在文中适当的位 置引用了这类参考标准，相应的出版物列于文后。对于标明了日期的参考标准，后续修改 或修订版本仅在以修订或修订本的方式整合进入本欧洲标准的情况，才适用。对于未标明 日期的参考文献，应以出版物的最新版本为准（包括修订版本） 。 EN 10025 结构钢热轧产品； EN 10155 防大气腐蚀的改良钢结构技术交货条件； EN 10210 非合金细颗粒钢结构的热精加工空心型钢； 第一部分：技术交货条件； EN 10219 非合金细颗粒钢结构冷成型焊接结构空心型钢； 第一部分：技术交货条件； EN 1363 耐火：一般要求； EN 13501 建筑产品和建筑单元的火灾分类； 第二部分：使用耐火试验数据的分类； EN 13381 对建筑施工单元的火灾实验： 第一部分：确定耐火构件的分布的实验方法：采用水平保护膜； 第二部分：确定耐火构件分布的实验方法：采用垂直保护膜； 第四部分：确定耐火构件分布的实验方法：对钢结构构件实施保护； EN 1990 欧洲规范：结构设计基础 EN 1991 欧洲规范1.对结构物的作用； 第1-2部分：对遭受火灾的结构的作用； EN 1993-1-2 : 2005 (E) 13 EN 1993 欧洲规范3 钢结构设计； 第1-1部分 总则：建筑物的一般原则和其他规则； 第1-3部分 总则：冷成型钢构件和钢板的补充原则； 第1-4部分 总则：不锈钢补充规则； 第1-8部分 总则：连接设计； EN 1994 欧洲规范4，钢筋混凝土结构的设计； 第1-2部分 总则：结构防火设计； ISO 1000 国际单位制单位 1.3 假设假设 （1）除了EN 1990的一般性假设条件以外，以下假设条件也适用于本规范： 设计中所考虑到的所有被动防火系统措施将被充分保留。 1.4 原理和应用规则的区别原理和应用规则的区别 （1）在EN1990 中第1-4条和EN1991-1-2中的规定也适用。 1.5 术语和定义术语和定义 （1）EN 1990中的第1.5条适用。 （2）以下术语和定义用于EN 1993-1-2中，具有以下意义： 1.5.1 与设计一般原则有关的专用术语与设计一般原则有关的专用术语 1.5.1.1 刚性构架刚性构架 如果构架的摆动阻力由加固系统提供，并且对于平面内水平负载，加固系统可以达到足够的刚 性，使之维持在合理的精度内，从而可以认为所有水平负载均被加固系统所抵消，则该框架被定义 为刚性构架。 1.5.1.2 部分结构部分结构 整体结构中的独立部分，具有合适的支承和边界条件。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 14 1.5.2 与热作用有关的术语与热作用有关的术语 1.5.2.1 标准温度标准温度-时间曲线时间曲线 在 EN 13501-2 中，公称曲线被定义为代表一个建筑单元内完全形成的火灾模式。 1.5.3 与材料和产品有关的术语与材料和产品有关的术语 1.5.3.1 碳钢碳钢 在这个标准中：除了不锈钢以外，钢的级别按EN1993-1-1分类。 1.5.3.2 防火材料防火材料 用于增强耐火性而施加在结构组件中的任何材料或材料组合。 1.5.3.3 不锈钢不锈钢 指EN 1993-1-4.中的所有钢材。 1.5.4 与热传导分析有关的术语与热传导分析有关的术语 1.5.4.1 形状因数形状因数 从A面到B面上的热辐射传导形状因数被定义为A面上的辐射热能与完全入射到B面上热能的百 分比数。 1.5.4.2 对流传热系数对流传热系数 与构件相关表面上气体整体温度和该表面温度之间差异有关的构件上的对流热流量。 1.5.4.3 辐射率辐射率 辐射率等同于表面吸收率，即特定表面吸收的辐射热量与黑体的辐射热量之间的比率。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 15 1.5.4.4 净热流量净热流量 构件在单位时间单位表面面积条件下吸收的能量。 1.5.4.5 截面系数截面系数 对于钢构件，暴露的表面积和钢量之比；对于封闭的构件，暴露外罩内表面积与钢量之比。 1.5.4.6 截面系数箱形值截面系数箱形值 理论箱形暴露表面积与钢截面和钢量之比。 1.5.5 有关力学性能分析的术语有关力学性能分析的术语 1.5.5.1 结构钢单元的临界温度结构钢单元的临界温度 对于已知的荷载级别，假设造成钢结构构件失效的温度在钢结构上的分布是均匀的。 1.5.5.2 有效屈服强度有效屈服强度 对于特定的温度，将钢应力应变关系进行简化以提供一个屈服台阶时的应力等级。 1.6 符号符号 （1）在EN 1993-1-2,中，使用了以下符号： 大写拉丁字母大写拉丁字母 Ai 某一温度为 i时的横截面单元面积； Am 每单位长度构件的表面面积； Am / V 无保护钢构件的截面系数； Ci 构件面i的保护系数； Ap 构件上每单位长度相应的防火保护面积m2； Ea 在正常温度设计中，钢的弹性模量； Ea, 钢材在升高温度a条件下，线弹性范围的斜率； Efi,d 根据EN 1991-1-2确定的火灾情况下作用力的设计效应， 其中包括热膨胀和热变形 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 16 效应； Fb,Rd 螺栓的设计承压强度； Fb,t,Rd 螺栓在火灾中设计承压强度； Fv,Rd 在剪切面通过螺栓丝扣的情况下，计算得出的每个剪切面上螺栓的设计剪切抗 力； Fv,t, Rd 螺栓在剪力作用下的耐火设计抗力； Fw, Rd 每角焊单位长度的设计抗力； Fw,t, Rd 火灾中每单位长度角焊的设计抗力； Gk 永久性作用特征值； If 从开口处辐射热流量； Iz 从火焰处辐射热流量； Iz,i 从火焰到柱面i的辐射热流量； L 在相关楼层柱的系统长度； Mb,fi,t,Rd 时间 t 时的的设计抗压曲力矩； Mfi,t,Rd 时间 t 时的设计阻力力矩； Mfi,Rd 温度不受支撑情况影响的横截面上，时间值为 t 时，均匀温度 a的条件下，横 截面的设计抵抗力矩； MRd 常温设计下毛截面塑性抵抗力矩 Mpl,rd； 常温设计下毛截面弹性抵抗力矩 Mel,rd； Nb,fi,t,Rd 受压构件在时间 t 时的设计抗压曲力； NRd 根据EN 1993-1-1.，常温设计条件下，横截面Npl,Rd 的设计抗力； Nfi,Rd 在均匀温度a条件下，受拉构件的设计抗力； Nfi,t,Rd 在横截面上，不均匀温度分布情况下，受拉构件在t时的设计抗力； Qk,1 主要可变荷载； Rfi,d,t 火灾情况下的相应的设计抗力； Rfi,d,0 在t=0时 Rfi,d,t的值； Tf 火温K； To 开口的火焰温度K； Tx 焰舌处的火焰温度813 K； Tz 火焰温度K； Tz,1 EN 1991-1-2 附录B中的火焰温度K，与梁底部相平； EN 1993-1-2 : 2005 (E) 17 Tz,2 EN 1991-1-2中附录B的火焰温度K，与梁顶部相平； V 每单位长度构件的体积； Vfi,t,Rd 在时间t时的设计抗剪力； VRd 根据EN 1993-1-1，常温设计条件下，总截面的抗剪力； Xk 根据EN 1993-1-1，常温设计条件下，强度或变形性质（通常为fk或Ek）的特征值。 小写拉丁字母小写拉丁字母 az 火焰的吸收性； c 比热； ca 钢的比热； cp 防火材料的温度独立比热； di 构件表面i的横截面尺寸； dp 防火材料的厚度； df 防火材料的厚度（对于没有防火保护的构件，df = 0）； fp, 在温度被升高至a时钢的比例极限； fy 在20时构件的屈服强度； fy, 钢在温度升高至a时的有效屈服强度； fy,i 在单位面积Ai 上的公称屈服强度，在 弹性中轴的受压面取正值，在受拉面取负 值； fu, 升高温度条件时的极限强度，考虑到了机械硬化的情况； hnet,d 每单位面积净热流量的设计值； hz 在梁底部以上火焰顶部的高度； i 柱面指示器（1）、（2）、（3）、和（4）； kb, 确定适当螺栓温度条件时的折减系数； kE, 在时间t时，钢材温度a 条件下，自第3节起，线弹性范围斜率的折减系数； kE, ,com 在时间t时，受压翼缘a,com的最高钢温度条件下，自第3节起，线弹性范围斜率的 折减系数； k sh 阴影效应腐蚀系数； k 钢材在升高温度a情况下，强度或变形特性的相对值； k 根据材料温度的情况，强度或变形特性（Xk,/Xk）的折减系数，参见本规范第3 节； kw, 焊缝强度折减系数； EN 1993-1-2 : 2005 (E) 18 ky, 时间达到t时，钢材温度a条件下，其强度折减系数（根据本规范第3节的论述）； ky,com 时间达到 t 时，受压翼缘a,com 在最高温度时，钢材强度折减系数（根据本规范 第3节的论述）； ky,i 钢在i ,温度时，屈服强度折减系数； ky,max 时间达到t时，钢材达到最高温度a,max条件下，屈服强度的折减系数； ky,web 时间达到t时，钢材温度web条件下，屈服强度的折减系数，参见本规范第3节的论 述； ky 交互作用系数； kz 交互作用系数； kLT 交互作用系数； m m侧开孔数； n n侧开孔数； l 在20条件下，沿火焰轴线测量的与开口处的距离； lfi 在防火设计条件下，柱的压屈长度； s 从柱的中心线到防火分隔墙的水平距离； t 暴露于火焰的时间； wi 开口的宽度； zi 从塑性中性轴到单位面积Ai中心的距离； 大写希腊字母大写希腊字母 t 时间间隔； l 温度诱发膨胀； g,t 在t时间间隔内，环境气体温度的增加值； f,i 开口构件面i的形状因数； f 从开口处，构件辐射性传热总形状因数； z 从火焰的燃点，构件辐射性传热的总形状因数； z,i 在火焰条件下，构件面i的形状因数； z,m 柱在m侧受火焰加热的总形状因数； z,n 柱在n侧受火焰加热的总形状因数； 小写希腊字母小写希腊字母 传热换算系数 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 19 M 等价均匀力矩系数； G 永久作用的分项系数； M2 正常温度分项系数； M,fi 在火灾/防火情况中，有关材料特性的分项系数； Q,1 垂直作用1的分项系数； f 火焰辐射率，开口的火焰辐射率 z 火焰的辐射率 z,m 在m侧上火焰的辐射率； z,n 在n侧上火焰的辐射率； 不利条件下永久作用G的折减系数； fi 在火灾/防火情况中，设计荷载级别的折减系数； 温度； a 钢材温度； a,cr 钢材的临界温度； g,t 在t时气体的环境温度； web 截面腹板中的平均温度； i 在单位面积Ai的温度； 适应系数 1 跨横截面不均匀温度适应系数； 2 沿着梁不均匀温度的适应系数； 热传导系数； i 开口i火焰厚度； p 防火系统的热传导系数； f 防火材料有效的热传导系数； 0 在t = 0时的利用程度； 斯蒂芬-玻尔兹曼常数5.6710-8 W/m2K4； a 钢材单位质量； p 防火材料单位质量； fi 防火设计中，弯曲压屈折减系数； LT,fi 防火设计中，侧向张力压屈折减系数； EN 1993-1-2 : 2005 (E) 20 min,fi y,fi 和z,fi的最小值； z,fi 防火设计中，绕z轴的弯曲压屈折减系数； y,fi 防火设计中，绕Y轴的弯曲压屈折减系数； fi 由1.1 或 2,1 给出的频率组合系数。 2 设计基础设计基础 2.1 要求要求 2.1.1 基本要求基本要求 （1）P 如果在发生火灾的情况下，需要结构具有机械抗力，那么在发生火灾时，钢结构的设 计和建造应能够起到保持支撑荷载的功能。 （2）对于在保护或单独构建设计标准中需要考虑到荷载结构变形的情况，变形标准将适用。 （3）除了上述（2）的考虑以外，在以下情况中，无需考虑荷载支撑结构是否变形： 防火措施的效果已经根据第3.4.3节进行了评价；和 分项考虑的因素已经达到了公称火灾防火设计的要求。 2.1.2 公称火灾暴露公称火灾暴露 （1）火灾防护标准，构件应该符合标准R如下： 仅承载：机械抗力（标准R）。 （2）假设满足标准R，其中在火灾暴露所需时间期间，保持荷载功能。 （3）碳氢化合物火灾暴露曲线采用同样的标准，但是，这个具体曲线的参考标准应采用“HC” 标识。 2.1.3 参数化火灾暴露参数化火灾暴露 （1）在整个火灾期间，包括火势减弱阶段，或在所要求的时间阶段内，为避免发生垮塌所需 确保的荷载功能。 2.2 作用作用 （1）热和力学作用应以EN 1991-1-2为依据。 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 21 （2）除了EN 1991-1-2的规定以外，按本文附录C的规定，碳钢表面的辐射率是0.7，不锈钢的 表面辐射率是0.4。 2.3 材料特性设计值材料特性设计值 （1）材料力学特性（强度和变形）Xd,fi 的设计值定义如下： , / d f ikM fi Xk X = （2.1） 其中： Xk 是按EN 1993-1-1常温设计中，强度或变形性质（一般指fk 或Ek）的特征值。 k 指强度或变形性质（Xk, / Xk） 的折减系数，取决于材料的温度，参见本文第 3 节。 M,fi 是在发生火灾时，有关材料性质的分项系数。 注：注：对于钢材的力学特性，火灾形势下的分项系数请参见国家版附录，建议采用M,fi = 1.0。 （2） 热力学材料性质的设计值Xd,fi定义如下： 如果特性值的增大有利于安全，则： fi,M,kfi,d /XX = （2-2a） 如果特性值的增大不利于安全，则： ,kfi,Mfi,d X/X= （2.2b） 其中： Xk, 是在防火设计中材料性质值，一般取取决于材料的温度，参见本文的第 3 节。 M,fi 是在防火设计中，有关材料性质的分项系数。 注：注：钢的热力学性质，防火设计中的分项系数，请参见国家版附录，建议采用M,fi =1.0。 2.4 验算方法验算方法 2.4.1 总则总则 （1）结构系统的模型使用了EN1993 第1-2部分的设计，应该能够反应出结构在火灾情况中预 期的特性。 注：注：EN1993 第1-2 部分的设计原则只对标准火灾暴露有效，这一点要用有关的条款验证。 （2）P在火灾暴露时间t时，应验证是否满足： EN 1993-1-2 : 2005 (E) 22 Efi,d Rfi,d,t （2.3） 其中： Efi,d 是火灾情况中，行动的设计效应，根据 EN 1991-1-2 确定，包括热膨胀和热变 形效应。 Rfi,d,t 是火灾形势下的相关设计抗力。 （3）火灾情况中的结构分析应以EN1990.51.4（2）为依据。 注注1：构件分析，参见本文第2.4.2节； 部分结构的分析，参见第2.4.3节； 整体结构分析，参见本文2.4.4； 注注2：为验证火灾情况下的抗力标准，进行构件分析即可。 （4）作为通过计算来进行设计的一种替代方法，防火设计可基于火灾试验结果，或采用试验 与计算组合的方法来完成。 2.4.2 构件分析构件分析 （1）应根据EN 1991-1-2 第4.3.1条，利用组合系数1.1或2,1，确定作用效应。 （2）作为对（1）的一种简化，作用效应Ed,fi可以从常温设计的结构分析中求取，如下： ,d fifd EiE= （2.4） 其中： Ed 是对于基本作用组合， 常温设计时， 相对应的力或力矩的设计值 （参见EN 1990） 。 fi 在防火情况中设计荷载级别的折减系数。 （3） 在EN 1990 中第（6.10）节荷载组合的折减系数fi 应该是： KiK,1 fi GKQ,1K,1 f GQ y GY Q + = + （2.5） 或者在EN 1990中第（6.10a）和（6.10b）荷载组合中，较小的值可通过以下两个公式给出： KK,1 fi GKQ,10,1K,1 fi GQ y GYQ + = + （2.5a） KK,1 fi GKQ,1K,1 fi GQ y GY Q + = + （2.5b） 其中： EN 1993-1-2 : 2005 (E) 23 Qk,1 是主要的可变作用的特征值； Gk 是永久作用的特征值； G 是永久作用的分项系数； Q,1 是可变作用1的分项系数； fi 1.1或2,1给出值的组合系数，参见EN1991-1-2； 是不利永久作用G的折减系数 注注1：根据等式（2.5） ，对于组合因数fi = 1.1的不同值，折减系数fi与负载比Qk,1/Gk如图2.1 所示，假设条件如下G = 1.35 和 Q = 1.5。在EN 1990有关的国家版附录中有给出了分项系数的规 定。等式（2.5a）和（2.5b）给出的值略高。 图图2.1 折减系数折减系数fi随荷载比随荷载比Qk,1/Gk的变化的变化 注注2： 为了进行简化，可采用fi = 0.65的推荐值，但不包括根据EN 1991-1-1给出的E类 荷载所施加的负载，对于易受影响的货物堆积区，包括通道区域，推荐值为0.7 。 （4）仅需考虑横截面上热梯度造成的温度变形的影响。轴向的和平面的热膨胀效应可以忽 略不计。 （5）可以假设在火灾暴露期间，构件的支撑和端点的边界条件保持不变。 （6）在本文的第 4.2 和 4.3条将分别给出适用于在火灾条件中检验构件的计算方法。 2.4.3 对部分结构的分析对部分结构的分析 （1）2.4.2（1）部分适用； （2）作为进行结构分析的一种备选方法，在 t = 0 时，在部分结构边界处的支撑力和内部力 EN 1993-1-2 : 2005 (E) 24 的反作用力和力矩，可从第2.4.2条给出的关于常温条件下的结构分析中获得。 （3）在部分结构的分析中，应该以可能的热膨胀、变形为基础，其与结构的其他部分之间 的相互作用可根据火灾暴露期间，取决于时间的支承和边界条件进行估测。 （4）在对部分结构的分析中，应考虑到火灾暴露中相关的失效方式，取决于温度的材料性 质和构件的钢度，热膨胀效应和变形（间接火灾作用） 。 （5）可以假设支撑的边界条件，结构部分边界处的力和力矩在火灾过程中没有发生变化。 2.4.4 整体结构分析整体结构分析 （1）要在发生火灾的情况下，对整体结构进行分析，需要考虑在火灾暴露中相关的失效方式， 取决于温度的材料性质和构件的钢度，热膨胀效应和变形（间接火灾作用） 。 3 材料性质材料性质 3.1 总则总则 （1）除非给了设计值，在这部分给出的材料性质的值均应被看成是特征值。 （2）钢材在20时的力学性质应以EN 1993-1-1中常温设计为依据。 3.2 碳钢的力学性质碳钢的力学性质 3.2.1 强度和变形性质强度和变形性质 （1）对于2到50K/分钟期间的加热速率，在升高温度时的强度和变形性质应可从图3.1中的应力 -应变关系图中获得。 注：注：这个标准的规则是假设加热速率处于规定的范围内。 （2）在图 3.1 中给出的关系式可以用来确定对拉力、压力、力矩和剪力的抗力。 （3）表3.1中给出了钢材在升高温度情况下，应力-应变关系的折减系数。这些折减系数规定如 下： 有效屈服强度，相对于20的有效屈服强度：ky,= fy, / fy。 相对于20时屈服强度的成比例的限制条件：kp, = fp, / fy 。 相对于20时斜率的线性弹性范围斜率：kE, = Ea, / Ea 。 注：注：这些折减系数随温度的变化如图3.2所示。 （4）作为另外一种选择，在温度低于400 时， （1）中规定的应力-应变关系可以通过附录A EN 1993-1-2 : 2005 (E) 25 中给出的应变-硬化选项扩展使用，但是局部或构件压屈不会导致结构过早破坏。 3.2.2 单位质量单位质量 （1）钢材a 的单位质量可以被看做是不受钢材温度的影