0、引言
2019年3月29日，住建部發(fā)布建科函〔2019〕52號(hào)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、應(yīng)急管理部關(guān)于做好移交
承接建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收職責(zé)的通知》，限期各地應(yīng)在2019年6月30日前全部完成消防救援機(jī)構(gòu)向住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)移交建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核、消防驗(yàn)收、備案和抽查工作。由于與地震相比，發(fā)生火災(zāi)的概率更大，各地住建部門(mén)對(duì)消防工作更加重視，對(duì)設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)格。鋼結(jié)構(gòu)以外的建筑工程消防設(shè)計(jì)主要由建筑、水、電和通風(fēng)專業(yè)完成，但鋼結(jié)構(gòu)工程由于涉及構(gòu)件在火災(zāi)下的承載力計(jì)算，結(jié)構(gòu)專業(yè)也卷入其中。雖然《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》gb51249-2017（以下簡(jiǎn)稱鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范）已發(fā)布數(shù)年，但很多設(shè)計(jì)和審圖人員對(duì)該規(guī)范仍不熟悉，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行，而建筑工程一旦發(fā)生火災(zāi)，事故調(diào)查部門(mén)首先就是審查圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是否滿足國(guó)家有關(guān)規(guī)范 ，如果不滿足，設(shè)計(jì)和審查人員將承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，嚴(yán)重時(shí)設(shè)計(jì)將承擔(dān)法律責(zé)任。隨著“設(shè)計(jì)終身責(zé)任制”的廣泛宣傳和各地住建部門(mén)對(duì)消防設(shè)計(jì)、驗(yàn)收越來(lái)越重視，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)單位和審查機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視鋼結(jié)構(gòu)工程的防火設(shè)計(jì)了。但鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范比較復(fù)雜，完全吃透并不容易。筆者對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)問(wèn)題兩年前就開(kāi)始重視，審圖時(shí)對(duì)未進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的圖紙均提出審查意見(jiàn)。設(shè)計(jì)人員在收到審查意見(jiàn)后，借助設(shè)計(jì)程序，基本能完成鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)。
為拋磚引玉，筆者將自己總結(jié)的“門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)防火審查意見(jiàn)”提供給大家。該審查意見(jiàn)是針對(duì)建筑耐火等級(jí)為二級(jí)的門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱門(mén)剛結(jié)構(gòu)）的，對(duì)于其他鋼結(jié)構(gòu)工程，防火設(shè)計(jì)審查意見(jiàn)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)增減即可。
本文篇幅較長(zhǎng)，第2部分比較復(fù)雜，對(duì)于大部分讀者不需閱讀，只需閱讀第1、3、4、5節(jié)，然后借助設(shè)計(jì)程序（如pkpm）就可完成防火設(shè)計(jì)；對(duì)于不僅要“知其然”還要“之其所以然”的讀者需要全文閱讀。
1、門(mén)剛結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)通用審查意見(jiàn)
（1）按《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》gb51249-2017（以下簡(jiǎn)稱鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范） 第3.2.1條、第3.1.2條，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限經(jīng)驗(yàn)算低于設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)，應(yīng)采取防火保護(hù)措施。
（2）提供鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)的計(jì)算書(shū)及“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”。
（3）按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條，柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）的設(shè)計(jì)耐火極限與鋼柱相同，屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）的設(shè)計(jì)耐火極限與屋面鋼梁相同，因此，除對(duì)剛架的鋼柱、屋面鋼梁進(jìn)行防火設(shè)計(jì)外，還應(yīng)對(duì)柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）進(jìn)行防火設(shè)計(jì)計(jì)算。
（4）應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.3條注明：鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求最高者相同。
（5）按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.4條及條文說(shuō)明：
1）應(yīng)注明建筑耐火等級(jí)：二級(jí)；
2）應(yīng)注明設(shè)計(jì)耐火極限：鋼柱、柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）為2.50小時(shí)；屋面鋼梁、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）為1.0小時(shí)（見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條及條文說(shuō)明）；
3）應(yīng)注明鋼柱、柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）采用非膨脹型防火涂料（厚型），應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度（即防火涂料的涂層厚度，下同）di，且di不應(yīng)小于15mm（見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018第5.1.5條）。
4）應(yīng)注明屋面鋼梁、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）是采用膨脹型防火涂料（薄型），還是采用非膨脹型防火涂料（厚型）。當(dāng)采用膨脹型防火涂料（薄型）時(shí)，只需注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri，但防火保護(hù)層厚度不應(yīng)小于1.5mm（見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018第5.1.5條）；當(dāng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）時(shí)，應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度di，且di不應(yīng)小于15mm。
5）圖中注明的ri、λi、di應(yīng)和“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”及計(jì)算書(shū)一致；
（6）應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.5條注明：當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi與設(shè)計(jì)文件要求不一致時(shí)，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻ri相等的原則確定保護(hù)層的施用厚度di，并應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。對(duì)于非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（厚型），可按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范附錄a確定防火保護(hù)層的施用厚度；對(duì)于膨脹型防火涂料（薄型），可根據(jù)涂層的等效熱阻ri直接確定其施用厚度。
（7）應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3.5條注明：防火涂料與防腐涂料應(yīng)相容、匹配。
（8）防火涂料應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018標(biāo)準(zhǔn)。
2、審查意見(jiàn)的逐條解釋：
第（1）條審查意見(jiàn)：按《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》gb51249-2017（以下簡(jiǎn)稱鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范）第3.2.1條、第3.1.2條，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按結(jié)構(gòu)耐火承載力極限狀態(tài)進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限經(jīng)驗(yàn)算低于設(shè)計(jì)耐火極限時(shí)，應(yīng)采取防火保護(hù)措施。
解釋如下：
1）鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)不需進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算，只需進(jìn)行承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算。鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.1條條文說(shuō)明指出：“隨著溫度的升高，鋼材的彈性模量急劇下降，在火災(zāi)下構(gòu)件的變形顯著大于常溫受力狀態(tài)，按正常使用極限狀態(tài)來(lái)設(shè)計(jì)鋼構(gòu)件的防火保護(hù)是過(guò)于嚴(yán)苛的。因此，火災(zāi)下允許鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形，不要求進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。”
鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.6條規(guī)定，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)，可采用“耐火極限法”、“承載力法”或“臨界溫度法”。該條條文說(shuō)明指出，三種“耐火驗(yàn)算結(jié)果是完全相同的，耐火驗(yàn)算時(shí)只需采用其中之一即可”。pkpm程序采用的是“臨界溫度法”。
2）人工采用“臨界溫度法”進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)的步驟應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2節(jié)條文說(shuō)明進(jìn)行：
第一步：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.2條計(jì)算構(gòu)件最不利荷載（作用）效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。
鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.2條計(jì)算的構(gòu)件最不利荷載（作用）效應(yīng)組合是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑可靠度統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》gb50068-2001、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》gb50009-2012中關(guān)于偶然設(shè)計(jì)狀況的荷載（作用）效應(yīng)組合原則制定的，恒載、樓面或屋面活荷載和風(fēng)荷載等取火災(zāi)發(fā)生時(shí)的最可能出現(xiàn)值。此外，還應(yīng)考慮按火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的溫度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值。至于地震作用，不需考慮，因?yàn)榈卣疬^(guò)后，建筑經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)等次生災(zāi)害，但在火災(zāi)過(guò)程中再發(fā)生較大地震的事件為極小概率事件。（見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.2.2條條文說(shuō)明）
第二步：根據(jù)構(gòu)件和荷載類型，按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.1條~第7.2.7條計(jì)算構(gòu)件的臨界溫度td。
臨界溫度td是指鋼構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到其耐火承載力極限狀態(tài)時(shí)的溫度，可根據(jù)截面強(qiáng)度荷載比r或r’查表7.2.1~表7.2.5得到。荷載比r或r’越大（相當(dāng)于構(gòu)件截面越?。?，臨界溫度td越小。由于表7.2.1~表7.2.5中r或r’≤0.9,因此當(dāng)r或r’>0.9時(shí)，將無(wú)法進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)當(dāng)構(gòu)件截面較小時(shí)，可能在不考慮防火設(shè)計(jì)時(shí)承載力勉強(qiáng)滿足，但防火設(shè)計(jì)時(shí)防火保護(hù)層厚度很大，甚至于無(wú)法進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，此時(shí)，應(yīng)加大構(gòu)件截面。（截面強(qiáng)度荷載比r或r’相當(dāng)于不考慮防火計(jì)算時(shí)的應(yīng)力比）
第三步：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條計(jì)算無(wú)防火保護(hù)構(gòu)件在設(shè)計(jì)耐火極限tm時(shí)間內(nèi)的最高溫度tm。
采用鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條計(jì)算出的達(dá)到耐火極限那一刻的ts就是tm。該條條文說(shuō)明指出，式（6.2.1-1）是增量公式，需逐步迭代計(jì)算，手工計(jì)算很麻煩。鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說(shuō)明“表10”給出了無(wú)防火保護(hù)的鋼構(gòu)件按式（6.2.1-1）計(jì)算的溫度tm，可根據(jù)無(wú)防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)f/v(單位為m-1)和耐火極限tm查得。截面形狀系數(shù)f/v是指鋼構(gòu)件受火表面積與其相應(yīng)的體積之比，按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說(shuō)明“表9”公式計(jì)算。
第四步：當(dāng)td>tm時(shí)，構(gòu)件耐火能力滿足要求，可不進(jìn)行防火保護(hù)；當(dāng)td≤tm時(shí)，構(gòu)件耐火能力不滿足要求，應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)，按下面第五步、第六步確定構(gòu)件所需的防火保護(hù)。
絕大多數(shù)情況下，都是td≤tm，需進(jìn)行防火保護(hù)。如下面（第六步）例子中td=621.49。c ，“無(wú)保護(hù)下鋼構(gòu)件最大升溫（ts）”即為tm，tm= ts =1081.71。c，td≤tm，應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)。
極少數(shù)情況下（荷載比小，截面形狀系數(shù)很小，耐火極限?。┎艜?huì)出現(xiàn)td>tm，不需進(jìn)行防火保護(hù)。例如某軸心受拉構(gòu)件，荷載比r=0.3，截面為直徑d=0.25m圓形，耐火極限為1.0小時(shí)，查鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.1條“表7.2.1”，臨界溫度td=663。c；按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說(shuō)明“表9”，截面形狀系數(shù)f/v=4/d=4/0.25=16 （m-1), 查鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.1條條文說(shuō)明“表10”（線性插值法），無(wú)防火保護(hù)鋼構(gòu)件的溫度tm=627。c。td>tm，構(gòu)件耐火能力滿足要求，可不進(jìn)行防火保護(hù)。但實(shí)際上荷載比r=0.3的情況很少出現(xiàn)，因?yàn)檫@樣截面太大，浪費(fèi)。
第五步：確定防火保護(hù)方法（門(mén)剛結(jié)構(gòu)一般采用噴涂防火材料保護(hù)），計(jì)算有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)fi/v(單位為m-1)。
有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)fi/v(單位為m-1)計(jì)算方法見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.2條第2款。對(duì)于外邊緣型防火保護(hù)（如噴涂防火涂料保護(hù)），有防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)fi/v與無(wú)防火保護(hù)鋼構(gòu)件的截面形狀系數(shù)f/v相等。
第六步：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條、第7.2.9條確定防火保護(hù)的厚度。
例如：某工程鋼柱1的參數(shù)如下 ：
截面形狀系數(shù)fi/v=225（1/m），臨界溫度td =621。c，耐火極限（耐火時(shí)間）tm=2.50小時(shí)=2.5x60x60=9000s，按照鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條式（7.2.8-1），防火保護(hù)層的等效熱阻ri=5x10-5x( fi/v)/{( td-ts0)/ tm +0.2]2-0.044}=5x10-5x225/{( 621-20)/ 9000 +0.2]2-0.044}=0.414 m2*oc/w,與程序計(jì)算結(jié)果0.4345 m2*oc/w基本一致。本例題中采用非膨脹性防火涂料（厚型），等效熱傳到系數(shù)
λi按0.05w/（m*oc）輸入，按照鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條式（7.2.8-2），防火保護(hù)層厚度
di=riλi=0.414x0.05=0.207（m）=20.7（mm），與程序計(jì)算結(jié)果21.72mm基本一致。
第（2）條審查意見(jiàn)：提供鋼結(jié)構(gòu)耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)的計(jì)算書(shū)及“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”。
解釋：程序在進(jìn)行耐火驗(yàn)算與防火設(shè)計(jì)之后，便生成“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”，如下圖：
設(shè)計(jì)提供“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”后，審圖人員可對(duì)照審查圖中注明的防火保護(hù)層的等效熱阻ri、防火保護(hù)層厚度di是否正確（本例子中等效熱傳到系數(shù)λi按0.05w/（m*oc）輸入）。
第（3）條審查意見(jiàn)：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條，柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）的設(shè)計(jì)耐火極限與鋼柱相同，屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）的設(shè)計(jì)耐火極限與屋面鋼梁相同，因此，除對(duì)剛架的鋼柱、鋼梁進(jìn)行防火設(shè)計(jì)外，還應(yīng)對(duì)柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）進(jìn)行防火設(shè)計(jì)計(jì)算。
解釋：
1）一般柱間支撐用符號(hào)zc表示，屋蓋支撐用符號(hào)sc表示，柱間系桿和屋蓋系桿均用符號(hào)xg表示，當(dāng)采用其他符號(hào)表示時(shí)，應(yīng)相應(yīng)修改。
2）柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）可人工進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，也可利用程序進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。利用pkpm程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可在“工具箱”中計(jì)算。筆者在審圖中發(fā)現(xiàn)，很多設(shè)計(jì)沒(méi)有對(duì)柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）另行進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，而是采用柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）的防火保護(hù)同鋼柱的防火保護(hù)，屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）防火保護(hù)同鋼梁的防火保護(hù)的做法。在風(fēng)荷載較小、門(mén)剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較小、柱間支撐（zc）數(shù)量較多時(shí)，這樣處理偏于安全；當(dāng)風(fēng)荷載較大、門(mén)剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較大、柱間支撐數(shù)量較少時(shí)，這樣處理可能偏于不安全。
第（4）條審查意見(jiàn)：應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.3條注明：鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防火保護(hù)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求最高者相同。
解釋：鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)也應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)，且應(yīng)與被連接構(gòu)件中防火保護(hù)要求最高者相同。
第（5）條審查意見(jiàn)：按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.4條及條文說(shuō)明：
1）應(yīng)注明建筑耐火等級(jí)：二級(jí)；
2）應(yīng)注明設(shè)計(jì)耐火極限：鋼柱、柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）為2.50小時(shí)；屋面鋼梁、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）為1.0小時(shí)（見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條及條文說(shuō)明）。
3）應(yīng)注明鋼柱、柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）采用非膨脹型防火涂料（厚型），應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度（即防火涂料的涂層厚度，下同）di，且di不應(yīng)小于15mm（見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018第5.1.5條）。
4）應(yīng)注明屋面鋼梁、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）是采用膨脹型防火涂料（薄型），還是采用非膨脹型防火涂料（厚型）。當(dāng)采用膨脹型防火涂料（薄型）時(shí)，只需注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri，但防火保護(hù)層厚度不應(yīng)小于1.5mm（見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018第5.1.5條）；當(dāng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）時(shí)，應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度di，且di不應(yīng)小于15mm。
5）圖中注明的ri、λi、di應(yīng)和“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”及計(jì)算書(shū)一致。
解釋：
1）本條說(shuō)明為建筑耐火等級(jí)為二級(jí)的說(shuō)明，當(dāng)為其他等級(jí)時(shí)，應(yīng)相應(yīng)修改。
2）本條說(shuō)明為沒(méi)有夾層的門(mén)剛結(jié)構(gòu)說(shuō)明，當(dāng)存在夾層時(shí)，還應(yīng)注明夾層樓面梁、樓蓋支撐的耐火等級(jí)。
3） 鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3條第2款規(guī)定：“設(shè)計(jì)耐火極限大于1.50小時(shí)的構(gòu)件，不宜選用膨脹性防火涂料。”由于鋼柱、柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）耐火極限為3.00小時(shí)（一級(jí)）、2.50小時(shí)（二級(jí)）、2.00小時(shí)（三級(jí)），因此按該條規(guī)定，耐火等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)的鋼柱、柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）應(yīng)采用非膨脹性防火涂料（厚型），不應(yīng)采用膨脹性防火涂料（薄型）。至于非膨脹型防火涂料（厚型）的最小厚度，鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范和《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018規(guī)定不同：前者第4.1.3條第4款規(guī)定：“非膨脹型防火涂料涂層厚度不應(yīng)小于10mm”，后者第5.1.5條規(guī)定：“非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度不應(yīng)小于15mm”。因此從嚴(yán)要求非膨脹型防火涂料保護(hù)層厚度di不應(yīng)小于15mm。
4）屋面鋼梁、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）設(shè)計(jì)耐火極限為1.5小時(shí)（一級(jí)）、1.0小時(shí)（二級(jí)）、0.5小時(shí)（三級(jí)）、不要求（四級(jí)），均不大1.5小時(shí)，因此，屋面鋼梁、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）可采用膨脹型防火涂料（薄型），也可采用非膨脹型防火涂料（厚型）。
當(dāng)采用膨脹型防火涂料（薄型）時(shí)，圖中只需注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri，其厚度在施工時(shí)根據(jù)具體防火涂料按以下方法確定：防火涂料供應(yīng)商應(yīng)提供最大使用厚度、最小使用厚度的等效熱阻ri以及防火涂料使用厚度按最大使用厚度與最小使用厚度之差的1/4遞增的等效熱阻ri，然后據(jù)此采用線性插值法確定防火層厚度di（見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條條文說(shuō)明）。例如，某種膨脹型防火涂料供應(yīng)商提供的參數(shù)如下：厚度di為2.0mm（最小厚度）時(shí)對(duì)應(yīng)的等效熱阻ri為0.10m2*oc/w，厚度di為3.0mm時(shí)對(duì)應(yīng)的等效熱阻ri為0.15 m2*oc/w，厚度di為4.0mm時(shí)對(duì)應(yīng)的等效熱阻ri為0.20 m2*oc/w，厚度di為5.0mm時(shí)對(duì)應(yīng)的等效熱阻ri為0.25 m2*oc/w，厚度di為6.0mm（最大厚度）時(shí)對(duì)應(yīng)的等效熱阻ri為0.30 m2*oc/w。如果某工程屋面鋼梁采用該膨脹型防火涂料，計(jì)算需要的防火保護(hù)層的等效熱阻ri不應(yīng)小于0.25 m2*oc/w，則厚度di不應(yīng)小于5.0mm。
當(dāng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）時(shí)，應(yīng)注明防火保護(hù)層的等效熱阻ri、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi和防火保護(hù)層厚度di。它們之間的關(guān)系為：di=riλi。（見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第7.2.8條第2款）
5）“防火設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)圖”和計(jì)算書(shū)中有各個(gè)構(gòu)件的防火保護(hù)層的等效熱阻ri，當(dāng)為非膨脹型防火涂料（厚型）時(shí)，還給出防火保護(hù)層厚度di，應(yīng)取鋼梁（鋼柱）所有構(gòu)件中最大的等效熱阻ri和di在圖中注明。圖中注明的非膨脹型防火涂料（厚型）等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi也應(yīng)與計(jì)算書(shū)中輸入的一致。
第（6）條審查意見(jiàn)：應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.5條注明：當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi與設(shè)計(jì)文件要求不一致時(shí)，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻ri相等的原則確定保護(hù)層的施用厚度，并應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。對(duì)于非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（厚型），可按《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》
gb51249-2017附錄a確定防火保護(hù)層的施用厚度；對(duì)于膨脹型防火涂料（薄型），可根據(jù)涂層的等效熱阻直接確定其施用厚度。
解釋：采用pkpm程序進(jìn)行防火計(jì)算時(shí)，非膨脹型防火保護(hù)材料（厚型）的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi內(nèi)定為0.10 w/（m*oc），可修改。當(dāng)施工所用防火保護(hù)材料的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)λi與圖中注明的不一致時(shí)，應(yīng)根據(jù)防火保護(hù)層的等效熱阻ri相等的原則確定保護(hù)層的施用厚度，即按照鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范附錄a的式（a-1）計(jì)算：di2 = di1λi2/λi1。其中：di2為施工時(shí)采用的防火保護(hù)層厚度；di1為圖中注明的防火保護(hù)層厚度；λi2為施工時(shí)采用的非膨脹型防火涂料（厚型）的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)；λi1為圖中注明的非膨脹型防火涂料（厚型）的等效熱傳導(dǎo)系數(shù)。
第（7）條審查意見(jiàn)：應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3.5條注明：防火涂料與防腐涂料應(yīng)相容、匹配。
解釋：鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3.5條條文說(shuō)明指出：“應(yīng)特別注意防火涂料與防腐涂料的相容性問(wèn)題，尤其是膨脹型防火涂料，因?yàn)樗c防腐油漆同為有機(jī)材料，可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在不能出具第三方證明材料證明防火材料、防腐涂料相容的情況下，應(yīng)委托第三方進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。膨脹型防火涂料、防腐油漆的施工順序?yàn)椋悍栏灼?、防腐中間漆、防火涂料、防腐面漆，在施工時(shí)應(yīng)控制防腐底漆、中間漆的厚度，避免由于防腐底漆、中間漆的高溫變性導(dǎo)致防火涂層的脫落，避免因面漆過(guò)厚、過(guò)硬而影響膨脹型防火涂料的發(fā)泡膨脹。”
第（8）條審查意見(jiàn)：防火涂料應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018標(biāo)準(zhǔn)。
解釋：市場(chǎng)上防火涂料魚(yú)目混珠，因此應(yīng)明確防火涂料應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018標(biāo)準(zhǔn)。
3、有關(guān)參數(shù)問(wèn)題
（1）高溫下鋼材的物理參數(shù)熱膨脹系數(shù)αs、熱傳到系數(shù)λs、比熱容cs和密度ρs按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第5.1.1條“表5.1.1”取值，pkpm程序也按此取值，不能修改；
（2）防火保護(hù)材料的物理參數(shù)：
1）防火保護(hù)材料比熱容ci：鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范沒(méi)有規(guī)定取值，pkpm程序內(nèi)定為1000j/(kg*oc)。筆者從有關(guān)資料查得，當(dāng)溫度從20 ~1000 oc變化時(shí)，ci從1187~1676j/(kg*oc)變化。pkpm程序內(nèi)定為1000j/(kg*oc)偏于安全。
2）防火保護(hù)材料的密度ρi：鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范沒(méi)有規(guī)定取值，pkpm程序內(nèi)定為680kg/m3?！朵摻Y(jié)構(gòu)防火涂料》gb14907-2018第5.2.1條、第5.2.2條規(guī)定：干密度不大于500 kg/m3（室內(nèi)）和650（室外）kg/m3。
3）對(duì)于防火涂料，由于其屬于輕質(zhì)防火保護(hù)層（見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.2條條文說(shuō)明），按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第6.2.2條第2款式（6.2.2-3）、式（6.2.2-4），α與防火保護(hù)材料比熱容ci和密度ρi無(wú)關(guān)，因此ci、ρi取值不影響結(jié)果。
4、圓鋼支撐防火設(shè)計(jì)問(wèn)題
在門(mén)剛結(jié)構(gòu)中，圓鋼柱間支撐（zc）、圓鋼屋蓋支撐（sc）應(yīng)用非常多。對(duì)于柱間支撐（zc），《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》gb51022-2015第8.2.3條規(guī)定，除有吊車(chē)時(shí)牛腿以下必須采用型鋼柱間交叉支撐外，其余情況下均可采用圓鋼柱間支撐（zc）；對(duì)于屋蓋支撐（sc），《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》gb51022-2015第8.3.2條規(guī)定，除屋面斜梁承受懸掛吊車(chē)荷載時(shí)屋蓋橫向支撐必須選用型鋼柱間交叉支撐外，其余情況下均可采用圓鋼屋蓋支撐（sc）。因此，圓鋼支撐（zc和sc）的防火設(shè)計(jì)非常重要。
由于圓鋼支撐（zc和sc）直徑一般不大于25mm，如果采用非膨脹型防火涂料（厚型），厚度至少15mm，施工太困難，即使勉強(qiáng)施工，由于其剛度小，容易產(chǎn)生震動(dòng)、變形，厚度較大的防火涂料會(huì)脫落。因此，屋蓋圓鋼支撐（sc）盡可能采用膨脹型防火涂料（薄型），同時(shí)由于屋蓋支撐（sc）設(shè)計(jì)耐火極限為1.5小時(shí)（一級(jí)）、1.0小時(shí)（二級(jí)），均不大1.5小時(shí)，也能滿足鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3條第2款“設(shè)計(jì)耐火極限大于1.50小時(shí)的構(gòu)件，不宜選用膨脹性防火涂料”的規(guī)定。
對(duì)于柱間圓鋼支撐（zc），筆者建議，耐火等級(jí)為三級(jí)的門(mén)式剛架的柱間支撐（耐火極限為2.0小時(shí)）和耐火等級(jí)為二級(jí)的單層廠房（倉(cāng)庫(kù)）的門(mén)式剛架的柱間支撐（按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條條文說(shuō)明“注：2”耐火極限可為2.0小時(shí)）也采用膨脹型防火涂料（薄型）。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)防火規(guī)范第4.1.3條第2款用詞為“不宜”，表示在條件允許時(shí)必須這樣做，在條件不允許時(shí)可不這樣做，而圓鋼噴涂數(shù)厘米厚的非膨脹型防火涂料（厚型）太困難，屬于“條件不允許”，因此“可不這樣做”，也就是說(shuō)可不執(zhí)行“不宜選用膨脹性防火涂料”的規(guī)定。對(duì)于耐火等級(jí)為一級(jí)的門(mén)式剛架的柱間支撐（耐火極限為3.0小時(shí)；當(dāng)為單層廠房時(shí)，按鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)范第3.1.1條條文說(shuō)明“注：2”耐火極限可為2.5小時(shí)），建議采用角鋼支撐，采用非膨脹型防火涂料（厚型）。
5、結(jié)語(yǔ)
（1）絕大多數(shù)情況下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采取防火保護(hù)措施，因?yàn)槠湓诓贿M(jìn)行防火保護(hù)時(shí)的耐火極限低于設(shè)計(jì)耐火極限（即td≤tm，td為臨界溫度，指鋼構(gòu)件受火災(zāi)作用達(dá)到其耐火承載力極限狀態(tài)時(shí)的溫度；tm為無(wú)防火保護(hù)構(gòu)件在設(shè)計(jì)耐火極限tm時(shí)間內(nèi)的最高溫度）。只有在極少數(shù)情況下，即荷載比很小（相當(dāng)于截面很大）、截面形狀系數(shù)很小、耐火極限較小時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)td>tm，不需進(jìn)行防火保護(hù)。
（2）鋼柱、柱間剛性系桿（xg）及型鋼柱間支撐（zc）應(yīng)采用非膨脹型防火涂料（厚型）保護(hù)（建筑耐火等級(jí)為四級(jí)時(shí)可采用膨脹型防火涂料），厚度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，一般為15~40mm；圓鋼柱間支撐（zc）建議采用膨脹型防火涂料（薄型）保護(hù)，厚度一般為1.5~7mm。
（3）屋面鋼梁、屋蓋系桿（xg）及型鋼屋蓋支撐（sc）可采用非膨脹型防火涂料（厚型）保護(hù)，也可采用膨脹型防火涂料（薄型）保護(hù)；圓鋼屋蓋支撐（sc）采用膨脹型防火涂料（薄型）保護(hù)。鋼梁防火涂料厚度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，且非膨脹型防火涂料（厚型）厚度不應(yīng)小于15mm，膨脹型防火涂料（薄型）厚度不應(yīng)小于1.5mm。
（4）由于鋼梁設(shè)計(jì)耐火極限比鋼柱設(shè)計(jì)耐火極限小，鋼梁防火涂料保護(hù)層厚度一般小于鋼柱防火涂料保護(hù)層厚度。
（5）當(dāng)風(fēng)荷載較小、門(mén)剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較小、柱間支撐（zc）數(shù)量較多時(shí)，柱間支撐（zc）、柱間系桿（xg）的防火保護(hù)層厚度一般小于鋼柱防火保護(hù)層厚度，屋蓋支撐（sc）、屋蓋系桿（xg）的防火保護(hù)層厚度一般小于鋼梁防火保護(hù)層厚度，采用柱間支撐（zc）和柱間系桿（xg）的防火保護(hù)同鋼柱的防火保護(hù)、屋蓋支撐（sc）和屋蓋系桿（xg）防火保護(hù)同鋼梁的防火保護(hù)的做法是偏于安全的。當(dāng)風(fēng)荷載較大、門(mén)剛結(jié)構(gòu)高度和跨度較大、柱間支撐數(shù)量較少時(shí)，柱間支撐（zc）、柱間系桿（xg）、屋蓋支撐（sc）、屋蓋系桿（xg）的防火涂料保護(hù)層厚度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。