DB11∕T 1727-2020 火灾后钢结构损伤评估技术规程.docx

UG北京市地方标准DB编 号：DB11/T 17272020火灾后钢结构损伤评估技术规程Technical specification for steel structure damage assessment after fire20200330 发布20200701 实施北京市住房和城乡建设委员会北京市市场监督管理局联合发布1目次1 总则 . 72 术语 . 83 基本规定 . 94 调查和检测 . 114.1 一般规定 . 114.2 火灾作用调查 . 114.3 结构现状检测 . 125 结构分析与构件校核 . 136 构件及连接安全性鉴定评级 . 146.1 一般规定 . 146.2 构件及连接的鉴定评级. 157 结构安全性鉴定评级 . 197.1 一般规定 . 197.2 结构安全性的鉴定评级. 19附录 A 钢结构的耐火极限. 20附录 B 标准升温曲线及温度-时间对应关系. 21附录 C 常见材料燃点、变态温度. 23附录 D 高温过火后结构钢的屈服强度折减系数. 25本规程用词说明 . 26引用标准名录 . 27条文说明 . 285Contents1 General Provisions . 72 Terms. 83 Basic Requirements . 94 Investigation and Testing. 114.1 General Requirements. 114.2 Investigation of Fire Effect . 114.3 Actuality testing of Structure . 125 Structure Analysis and Components Checking . 136 Rating for Components and Connecting Safety Appraisal . 146.1 General Requirements. 146.2 Rating for Components and Connecting Appraisal. 157 Rating for Structure Safety Appraisal. 197.1 General Requirements. 197.2 Rating for Structure Appraisal . 19Appendix A Fire Resistance Rating of Steel Structure . 20Appendix B Standard Heating Curve and Correspondence of Temperature-Time. 21Appendix C Ignition Points and Transformation Temperature of Common Materials . 23Appendix D Reduction Factor of Yield Strength for structural steel after fire . 25Explanation of Wording in This specification . 26List of Quoted Standards . 27Explaination of Provisions . 2861总则1.0.1 为规范火灾后钢结构的损伤评估、检测鉴定工作，给火灾后钢结构的处理决策提供技术依据，做到技术先进、科学合理、安全适用、确保质量，制定本规程。1.0.2 本规程适用于北京市行政区域内工业与民用建筑中钢结构火灾后的损伤评估与安全性鉴定。1.0.3 对火灾后钢结构进行损伤评估、安全性鉴定，除应执行本规程外，尚应符合国家、行业和北京市现行有关标准的规定。72术语2.0.1 火灾后钢结构损伤评估steel structural assessment after fire为评估火灾后钢结构可靠性而进行的损伤评估、检测鉴定工作。2.0.2 火场残留物debris in fire火灾后现场残存的物品。2.0.3 火灾荷载密度 fire load density单位面积上可燃物的燃烧热值。2.0.4 火灾温度作用过程 temperature-time process火灾场所从开始燃烧、发展、猛烈燃烧、减弱到熄灭全过程温度与时间关系的历程。2.0.5 重要构件 primary member指自身失效将影响或危及承重结构整体或局部安全工作或直接影响结构整体正常使用的构件。2.0.6 次要构件 secondary member其自身失效为孤立事件，不会导致其他构件失效，并不直接影响结构整体正常使用的构件。83基本规定3.0.1 钢结构发生火灾后应及时对结构进行安全性检测鉴定。对有垮塌危险的结构或构件，应首先采取防止结构倒塌和人员防护措施。3.0.2 钢结构火灾后的鉴定程序，可根据结构鉴定的需要分为初步鉴定和详细鉴定两阶段进行。鉴定程序应符合图 3.0.2 的规定。图 3.0.2 火灾后钢结构鉴定程序框图3.0.3 初步鉴定应包括下列内容：1 现场初步调查，制定检测方案；2 火灾温度作用过程调查；3 查阅分析文件资料；94 结构观察检测、构件初步鉴定评级；5 编制初步鉴定报告或编制详细检测鉴定方案。3.0.4 按本规程第六章内容初步鉴定损伤等级评为b 级、级的结构构件，应进行详细鉴定。当火灾作用时间超过附录 A 中构件耐火极限时，应进行详细鉴定。3.0.5 详细鉴定应包括下列内容：1 火灾温度作用过程详细调查与检测分析；2 结构构件专项检测；3 结构分析与构件校核；4 构件与结构详细鉴定评级；5 编制详细检测鉴定报告。3.0.6 鉴定报告应包括下列内容：1 建筑、钢结构和火灾概况；2 鉴定的目的、内容、范围和依据；3 调查、检测、分析的结果；4 钢结构构件及节点烧灼损伤后的评定等级；5 钢结构安全性鉴定评定等级；6 结论与建议。104调查和检测4.1 一般规定4.1.1 火灾后钢结构鉴定调查和检测应包括下列内容：1 火灾影响区域调查与确定；2 火场温度过程及温度分布推定；3 火灾中钢结构构件内部温度的推定；4 钢结构外观损伤全数检查；5 钢结构现状检测。4.1.2火灾后钢结构鉴定调查和检测的对象应为整栋钢结构，或者是结构体系相对独立的部分结构；对于局部小范围火灾，经初步调查确认受损范围仅发生在有限区域时，调查和检测对象也可仅包括火灾影响区域范围内的结构或构件。4.2 火灾作用调查4.2.1 火灾对钢结构的作用温度、持续时间及分布范围应根据火灾调查、结构表观状况、火场残留物状况及可燃物特性、通风条件、灭火过程综合分析推断，对于重要烧损结构应有钢结构材料微观分析结果参与推断。、受4.2.2 火场温度过程可根据火荷载密度 可燃物特性、 火构件的热传导特性、通风条件及灭火过程进行分析推断；也可采用模拟燃烧试验的方法确定。4.2.3 钢构件表面曾经达到的温度及作用范围可根据标准升温曲线、火场残留物、金相分析、材料残余强度、钢材表面氧化程度和硬度变化、金属表面热11变色及构件受损特征进行分析推断。当采用标准升温曲线进行推断时，可参考附录 B；当采用火场残留物特征进行推断时，可参考附录 C。4.2.4 火灾后钢结构构件内部截面曾经达到的温度可根据火场温度过程、构件受火状况及构件材料特性按热传导规律进行分析推断。4.3 结构现状检测4.3.1 结构现状检测应包括下列内容：1 结构烧灼损伤状况检查；2 温度作用损伤或损坏检查；3 结构材料性能检测。应4.3.2 对直接暴露于火焰或高温烟气的钢结构构件和连接， 全数检查烧灼损伤部位。对于一般构件和连接，可采用外观目测或仪器等进行检测；对于重要构件和连接，除一般性检测外，并应对材料微观结构进行检测。应4.3.3 火灾后钢结构材料的性能可能发生明显改变时， 通过抽样检验或模拟试验确定材料性能指标；对于烧灼程度特征明显，材料性能对钢结构性能影响敏感程度较低，且火灾前材料性能明确，可根据温度场推定结构材料的性能指标，并宜通过取样检验修正。火灾后钢结构材料屈服强度折减情况可参考附录 D。125结构分析与构件校核5.0.1 火灾后钢结构分析应包括下列内容：1 火灾过程中的结构分析，应针对不同的结构或构件（包括节点连接），根据火灾过程中的最不利温度条件和结构实际作用荷载组合，进行结构分析与构件校核；2 火灾后的结构分析，应根据火灾后钢结构残余状态的材料力学性能、连接状态、结构几何形状变化、构件的变形和损伤及火灾作用后的残余应力进行结构分析与构件校核。5.0.2 结构分析可根据结构受力特点和解决工程问题的需要在满足安全的条件下，进行合理的简化。当局部火灾未造成整体结构明显变位、损伤时，可局部分析；当支座没有明显变位时，连续结构（板、梁、框架等）可不考虑支座变位的影响。5.0.3 火灾后钢结构构件的抗力，在考虑火灾作用对结构材料性能、结构受力性能的不利影响后，应按照现行国家标准钢结构设计标准GB 50017 的规定进行验算分析；对于烧灼严重、变形明显等损伤严重的结构构件，应采用更精确的计算模型进行分析；对于重要的结构构件，宜通过试验、检验进行验证。136构件及连接安全性鉴定评级6.1 一般规定6.1.1 火灾后钢结构构件的鉴定评级可分为初步鉴定评级和详细鉴定评级。6.1.2 火灾后钢结构构件的初步鉴定评级，应根据构件烧灼损伤、变形程度评为下列等级：1 a 级-轻微或未直接遭受烧灼作用，钢结构材料及钢结构性能未受或仅受轻微影响，可不采取措施；2 b 级-轻度烧灼，未对钢结构材料及钢结构性能产生明显影响，尚不影响结构安全，应采取局部处理和外观修复措施；3 级-中度烧灼尚未破坏，显著影响钢结构材料或钢结构性能，明显变形，对结构安全或正常使用产生不利影响，应采取加固或局部更换措施；4 级-破坏，火灾中或火灾后钢结构倒塌或钢构件塌落；钢结构严重烧灼损坏、变形损坏，结构承载力丧失或大部丧失，危及结构安全，必须或必须立即采取安全支护，彻底加固或拆除更换措施。6.1.3 火灾后钢结构构件的详细鉴定评级，应根据检测鉴定分析结果，评为下列等级：1 b 级，安全性略低于现行国家标准民用建筑可靠性鉴定标准GB 50292或工业建筑可靠性鉴定标准GB 50144 对 a 级的规定，尚不显著影响承载能力，尚可正常使用，宜采取适当处理措施；2 c 级，安全性不符合现行国家标准民用建筑可靠性鉴定标准GB 50292或工业建筑可靠性鉴定标准GB 50144 对 a 级的规定，在目标使用年限内14显著影响承载能力和正常使用，应采取处理措施；3 d 级，安全性不符合现行国家标准民用建筑可靠性鉴定标准GB 50292或工业建筑可靠性鉴定标准GB 50144 对 a 级的规定，已严重影响承载能力，必须及时或立即采取措施。6.2 构件及连接的鉴定评级6.2.1 火灾后钢结构构件的初步鉴定评级，应根据构件防火保护层受损、残余变形与撕裂、局部屈曲与扭曲、构件整体变形四个子项进行评定，并取按各子项所评定的损伤等级中的最低等级作为构件损伤等级，具体应按下列要求进行：1 火灾后钢构件的防火保护层受损、残余变形与撕裂、局部屈曲与扭曲三个子项，可按表 6.2.1-1 的规定评定损伤等级；2 火灾后钢构件的整体变形子项，可按表 6.2.1-2 的规定评定损伤等级；3 火灾后的格构式钢构件，应按本规程第 6.2.2 条对缀板、缀条与格构分肢之间的焊缝连接、螺栓连接进行评级；4 当火灾后钢结构构件严重破坏，难于加固修复，需要拆除或更换时该构件初步鉴定应评为级。15等级评级要素各级损伤等级状态特征ab1涂装与防火保护层基本无损；防火保护层有细微裂纹，但无脱落防腐涂装完好；防火涂装或防火保护层开裂但无脱落防腐涂装碳化；防火涂装或防火保护层局部范围脱落2残余变形与撕裂无局部轻度残余变形，对承载力无明显影响局部残余变形，对承载力有一定的影响3局部翘曲与扭曲无轻度局部屈曲或扭曲，对承载力无明显影响主要受力截面有局部屈曲或扭曲，对承载力无明显影响；非主要受力截面有明显局部屈曲或扭曲等级评定要素构件类别各级变形损伤等级状态特征a 级或b 级级挠度屋架（桁架、托架）l0/400l0/200空间网格结构l0/250l0/150主梁、托梁l0/400l0/200吊车梁电动l0/800l0/400手动l0/500l0/250次梁l0/250l0/125檩条l0/200l0/150弯曲矢高柱l0/1000l0/500受压支撑l0/1000l0/500柱顶侧移多高层框架的层间水平位移h/400h/200单层厂房中柱倾斜H/1000H/500表 6.2.1-1火灾后钢构件基于防火保护层受损、残余变形与撕裂、局部屈曲或扭曲的初步鉴定评级标准注：有防火保护层的钢构件按 1、2、3 项进行评定，无防火保护层的钢构件按 2、3 项进行评定。6.2.1-2  火灾后钢构件基于整体变形的初步鉴定评级标准注：1  表中 l0 为构件的计算跨度，h 为框架层高，H 为柱总高。2 评定结果取a 级或b 级，可根据实际情况由鉴定人员确定。6.2.2 火灾后钢结构连接的初步鉴定评级，应根据防火保护层受损、连接板残余变形与撕裂、焊缝撕裂与螺栓滑移及变形断裂三个子项，按表 6.2.2 的规定进行评定，并取按各子项所评定的损伤等级中的最低等级作为构件损伤等级。当火灾后钢结构连接大面积损坏、焊缝严重变形或撕裂、螺栓烧毁或断16等级评定要素各级损伤等级状态特征ab1涂装与防火保护层有细微裂纹且无脱落基本无损；防火保护层有细微裂纹且无脱落防腐涂装完好；防火涂装或防火保护层开裂但无脱落防腐涂装碳化；防火涂装或防火保护层局部范围脱落2连接板残余变形与撕裂无轻度残余变形，对承载力无明显影响主要受力节点板有一定的变形，或节点加劲肋有较明显的变形3焊接撕裂与螺栓滑移及变形断裂无个别连接螺栓松动螺栓松动，有滑移；受拉区连接板之间脱开；个别焊缝撕裂裂脱落，需要拆除或更换时，该构件连接初步鉴定应评为级。表 6.2.2  火灾后钢结构连接的初步鉴定评级标准6.2.3  火灾后钢结构构件及连接详细鉴定应包括下列内容：1 受火钢构件的材料特性：1)屈服强度与极限强度；2）延伸率；3）冲击韧性；4）弹性模量。2 受火钢构件及节点承载力验算：1）构件强度；2）构件整体稳定和局部稳定；3) 节点连接承载力。6.2.4 对于无冲击韧性要求的钢构件，可按承载力评定等级。对于有冲击韧性要求的钢构件，当构件受火后材料的冲击韧性不满足原设计要求，且冲击韧17民用建筑构件类别Rf/(r0S)b 级c 级d 级重要构件、连接0.950.900.90次要构件0.900.850.85工业建筑构件类别Rf/(r0S)b 级c 级d 级重要构件、连接0.950.880.88次要构件0.920.850.85性等级相差一级时，构件承载能力评定应评为 c 级；当其冲击韧性等级相差两级或两级以上时，构件的承载能力评定应评为 d 级。6.2.5 构件承载力鉴定时，应考虑火灾对材料强度和构件变形的影响，按表6.2.5 评定构件承载能力等级。表 6.2.5 火灾后钢结构构件（含连接）按承载能力评定等级标准注：1  表中 Rf 为钢结构构件火灾后的抗力，S 为作用效应，r0 为钢结构重要性系数，按现行国家标准建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068 的规定取值。2 评定为 b 级的重要构件应采取处理措施。6.2.6 受火构件的材料强度与冲击韧性可通过现场取样试验或同种钢材加温冷却试验确定。现场取样应避开构件的主要受力位置和截面最大应力处，并对取样部位进行补强，采用同种钢材加温冷却试验来确定受力构件的材料强度与冲击韧性时，钢材的最高温度应与构件在火灾中所经历的最高温度相同，并且冷却方式应能反应实际火灾中的情况。187结构安全性鉴定评级7.1 一般规定7.1.1 火灾后钢结构安全性的鉴定评级，应根据构件、子单元和鉴定单元按下列三个层次进行：1 根据构件各检查项目评定结果，确定单个构件安全性等级；2 根据子单元各检查项目及各种构件的评定结果，确定子单元安全性等级；3 根据各子单元的评定结果，确定鉴定单元安全性等级。7.1.2 火灾后钢结构各层次安全性鉴定评级，应以该层次不同子项的安全性评定结果为依据综合确定。7.2 结构安全性的鉴定评级7.2.1 火灾后钢结构构件的安全性鉴定，应按本规程第 6 章内容执行；火灾后钢结构子单元和鉴定单元的安全性鉴定，可根据不同结构类型，按现行国家标准民用建筑可靠性鉴定标准GB 50292 或工业建筑可靠性鉴定标准GB 50144 的相关规定执行。7.2.2 对火灾后钢结构(鉴定单元)或其组成部分(子单元)所评的安全性等级，即使所评等级较高，也应及时对其中所含的 c 级和 d 级构件(含连接)及 C 级和 D 级检查项目采取必要的修复措施。19构件类型建筑耐火等级一级二级三级四级柱、柱间支撑3.002.502.000.50楼面梁、楼面桁架、楼盖支撑2.001.501.000.50楼板1.501.00厂房、仓库民用建筑厂房、仓库民用建筑0.750.500.50不要求屋顶承重构件、屋盖支撑、系杆1.501.00厂房、仓库民用建筑不要求0.50不要求上人平屋面板1.501.00不要求不要求疏散楼梯1.501.00厂房、仓库民用建筑不要求0.750.50附录 A 钢结构的耐火极限表 A.0.1  构件的设计耐火极限（h）注：1 建筑物中的墙等其他建筑构件的设计耐火极限应符合现行国家标准建筑设计防火规范GB50016 的规定；2 一、二级耐火等级的单层厂房（仓库）的柱，其设计耐火极限可按表中规定降低 0.50h；3 一级耐火等级的单层、多层厂房（仓库）设置自动喷水灭火系统时，其屋顶承重构件的设计耐火极限可按表中规定降低 0.50h；4 吊车梁的设计耐火极限不应低于表中梁的设计耐火极限；5 屋盖结构中的檩条按建筑钢结构防火技术规范GB 51249 执行。20时间（min）温度（）005556106591571830821附录 B 标准升温曲线及温度-时间对应关系B.0.1 ISO834 标准升温曲线如图 B.0.1 所示，其升温段表达式为：Tg - Tg (0) = 345 log10 (8t + 1)式中，Tg 时间 t 的室内空气平均温度（）；Tg (0) 火灾发生前的室内空气平均温度（）；t 火灾发生后的时间（min）。（B.0.1）图 B.0.1 标准升温曲线B.0.2 以表格形式给出的 ISO834 标准升温曲线升温段如表 B.0.2 所示。表 B.0.2 标准升温曲线温度-时间关系216092590986120102918010902401133360119322材料燃点（）材料燃点（）纸130聚氯乙烯454棉花150乙烯丙烯共聚454麻线150聚四氟乙烯550橡胶130木材240270蜡烛190煤油240290棉布200褐煤250450麦草200木炭320370粘胶纤维235沥青煤325400汽油280半成焦炭400450涤纶纤维390无烟煤440500聚乙烯342瓦斯焦炭500600尼龙424香油530580分类名称代表制品形态温度（）玻璃模制玻璃玻璃砖、缸、杯、瓶、玻璃装饰物软化或粘着700750变圆750流动800片状玻璃门窗玻璃、玻璃板、增强玻璃软化或粘着700750变圆800流动850金属材料铅铅管、蓄电池、玩具等锐边变圆，有滴状物300350锌锚固件、镀锌材料有滴状物形成400铝及其合金机械部件、门窗及配件、支架、装饰材料、厨房用具有滴状物形成650附录 C 常见材料燃点、变态温度表 C-1  部分材料燃点表