浅谈钢结构抗火设计
浅谈钢结构建筑防火设计
浅谈钢结构建筑防火设计引言现阶段在日本、美国及俄罗斯等相关的国家，钢结构建筑已经占到本国新建建筑的40%以上。
同时钢结构建筑在我国也得到广泛的建设，但是由于钢结构建筑在抗火性能方面存在的缺点，给人民生命财产的安全造成较大的威胁，因此，钢结构建筑防火设计的分析有着较为重要的意义。
1.钢结构建筑火灾危险性分析制约钢结构建筑发展的一个重要因素就是其耐火性能较差。
钢结构在遇到火灾时自身不会发生燃烧，但是其强度在高温的灼烧之下会发生迅速的大幅度下降，给整个火灾的救援工作带来更大的难度。
根据相关的实验及火灾案例表明，没有进行任何防火设计的钢结构建筑，其最长的支撑时间为20分钟，这给初期的灭火带来较大的困难。
同时钢结构建筑在发生火灾之后一般均会产生大量的烟雾与热量，这对于灭火工作的顺利进行也是非常不利的。
2.高温条件下钢结构力学性能分析钢结构建筑主要由钢材组成，由于钢材是不可燃的材料，即钢结构是非燃烧体。
但是在高温的条件下，随着温度的升高，钢结构的整体性能将会发生较大的变化，其抗压强度、屈服强度及弹性模量均会发生大幅度的降低，相关的实验表明，当钢结构的温度达到150摄氏度以上时，要想保证钢结构建筑的稳定性，必须采取针对性的防护措施；当其温度达到250--300摄氏度时，钢结构建筑的强度会急速的下降；当其温度达到350摄氏度时，钢结构的屈服强度还不到常温下钢结构屈服强度的1/2。
当温度升到500摄氏度时，钢结构基本上丧失了原有的刚度和强度。
在一般的火灾现场，其温度均会超过700摄氏度，在此种条件下，钢结构的力学性能必然发生了较大的变化，强度会急速下降，最后出现钢结构建筑倒坍的情况。
3.钢结构建筑防火的基本性要求3.1环保性能要好环保性能要好是现阶段对于钢结构建筑防火材料的基本性要求之一，要求在钢结构建筑施工、使用及发生火灾的过程中，不能产生对于人体有害的气体。
现阶段建筑工程内部的室内空气的污染已经成为威胁公众健康的重要因素之一。
浅谈高层建筑钢结构的抗火设计方法及防火措施
浅谈高层建筑钢结构的抗火设计方法及防火措施摘要：本文简述了高层建筑钢结构具有的特点及抗火设计的重要性，论述了高层建筑钢结构抗火设计的基本方法和防火措施以及其优缺点，为高层建筑钢结构的抗火设计提供了参考。
关键词：高层建筑钢结构；抗火设计；防火措施1引言近年来，随着城市化进程的不断推进，城市可利用的空间也越来越小，从而推动了城市高层以及超高层建筑的高速发展，而钢结构在高层建筑以及超高层建筑中也得以大量采用，在建筑工程中发挥着越来越重要的作用。
钢材虽然是非燃烧材料，耐热但不耐高温，不耐火，这也是其致命的弱点。
随着温度的升高，钢材的强度和刚度下降，当温度超过300℃时，钢材的屈服强度和弹性模量开始明显降低；当温度达到400℃时，其屈服强度将下降到常温下的一半左右，弹性模量将下降到常温下的60%左右；当温度超过500℃时，钢材会发生明显的塑性变形，超过500℃时钢材的承载力将急剧降低；当温度达到600℃时，钢材基本丧失全部强度和刚度。
因此,当建筑采用无防火保护措施的钢结构时,一旦发生火灾,结构很容易遭到破坏[1]。
对高层建筑钢结构进行抗火设计具有如下意义：1）减轻结构在火灾中的破坏，避免结构在火灾中局部倒塌造成灭火及人员疏散困难；2）避免结构在火灾中整体倒塌造成人员伤亡；3）减少火灾后结构的修复费用，缩短灾后结构功能恢复周期，减少间接经济损失[2]。
2高层建筑钢结构抗火设计的基本方法结构抗火设计的目的是钢结构构件在无防火措施时及防火措施被破坏或失效时，作为纯钢材构件，在火灾下，在结构设计必须使结构能在规定的时间内，结构构件不至于达到承载力或变形的极限状态。
现代高层建筑钢结构的抗火设计主要有四种方法[3]：2.1基于试验的构件抗火设计方法基于试验的构件抗火设计方法简单直观、便于应用。
我国现行的规范关于钢梁钢柱的防火措施就是基于这种方法。
但是该试验方法存在很多缺陷。
首先，耐火时间、耐火等级不易确定。
其次，试验不能准确模拟构件在结构中的实际受力情况和端部约束，而受力的大小和端部约束对构件耐火时间的影响很大。
钢结构在土木工程中的抗火设计技术
钢结构在土木工程中的抗火设计技术随着现代建筑技术的不断进步，钢结构作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的建筑材料逐渐应用于土木工程领域。
然而，钢材在面临火灾时其强度和稳定性可能会受到影响，因此钢结构在土木工程中的抗火设计技术显得尤为重要。
本文将介绍几种常用的钢结构抗火设计方法，旨在提高土木工程中钢结构的抗火性能。
1. 耐火涂料耐火涂料是目前常用的钢结构防火措施之一。
它可以在钢材表面形成一层保护层，起到隔热、延缓钢结构受热的效果。
根据工程需要，可选择不同种类的耐火涂料，如耐火石膏涂料、耐高温有机涂料等。
耐火涂料的施工操作简便，但需要按照所选材料的使用要求和施工规范进行操作，以确保其良好的防火效果。
2. 阻燃钢板包覆阻燃钢板包覆是另一种常用的钢结构抗火设计方法。
通过在钢材表面包覆阻燃钢板，可以阻隔火焰和高温气体对钢材的直接作用，提高钢结构的抗火性能。
阻燃钢板可以选择不同材质和厚度，根据实际工程需要进行选择和设计。
此外，为了确保阻燃钢板与钢结构的粘结性能和整体受力性能，施工时需要按照相关规范进行焊接或固定。
3. 阻燃涂层阻燃涂层是一种新型的钢结构抗火设计技术，通过在钢材表面涂覆阻燃材料，形成一层防火保护层，提高钢结构的抗火性能。
阻燃涂层可以选择不同类型的涂料，如阻燃水性涂料、阻燃油性涂料等，根据实际工程需求选择合适的防火涂料。
阻燃涂层施工时需要注意涂覆均匀、厚度符合要求，并确保与钢材的粘结牢固，以提高整体的抗火性能。
4. 钢结构构件隔热设计钢结构构件隔热设计是一种重要的抗火设计措施。
通过在钢结构构件与火源之间设置隔热层，减少火灾对钢结构的传导和辐射作用，提高钢结构的抗火能力。
常用的隔热材料包括矿棉板、膨胀石墨板等，可根据钢结构的具体情况选择适当的隔热材料进行隔热设计。
此外，隔热层的施工要求严格，需要注意保证隔热材料与钢结构的紧密贴合和稳固牢固，确保隔热效果的达到设计要求。
总结起来，钢结构在土木工程中的抗火设计技术主要包括耐火涂料、阻燃钢板包覆、阻燃涂层和钢结构构件隔热设计等。
钢结构抗火设计
浅谈钢结构的抗火设计摘要：本文从钢结构的耐火极限及其在火灾条件下的破坏机理入手，介绍了钢结构的抗火计算和防火构造措施设计，并结合工程实例，分析了轻钢结构厂房梁构件的抗火设计方法，为钢结构设计的完整性提供了参考，以推广钢结构的应用。
关键词：钢结构；抗火；设计钢结构建筑被誉为2l世纪的“绿色建筑”，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构。
钢材具有强度高、重量轻、施工速度快、抗震性能好、环境污染少等优点，因而在超高、超大工业与民用建筑中使用比较广泛，特别是为了节约土地资源，我国规定从2003年7月起，禁止在全国各大中型城市使用实心粘土砖，使得钢结构建筑日益增加，如北京国家大剧院、水立方、国贸三期、东方明珠等，即是典型的钢结构建筑。
但与混凝土结构相比，钢结构也有其自身的缺陷，如耐火性差、耐腐蚀性差等，其中耐火问题显得尤为突出。
因此，如何采取科学的方法进行钢结构抗火保护设计，使钢结构的抗火设计做到更加经济、安全、有效，成为设计人员必须考虑的一个重要问题。
1钢结构耐火极限及破坏机理钢结构的耐火极限是指构件在标准耐火试验中，从受到火的作用时起，到失去稳定性或完整性或绝热性止，这段抵抗火作用的时间。
耐火极限是划分建筑耐火等级的基础数据，也是进行建筑物防火构造设计和火灾后制定建筑物修复方案的科学依据。
构件的耐火极限与其采用的材料性质、构造尺寸、保护层厚度以及构件的构法、支撑情况和受火方式等有密切的关系。
一般进行建筑防火设计时，先根据建筑物的使用功能、总楼层数等确定建筑物的耐火等级，再根据耐火等级确定各部位构件的耐火极限。
火灾产生的热量是以辐射和对流的形式传给结构构件的。
当钢材表面受到火烧时，表面温度高，内部温度低。
根据傅里叶定律，热流强度q与温度梯度成正比，即q=-(/dx，也就是说，当构件表面受热时，由于导热系数较大，热量可很快传到内部，因而温度梯度dt/dx很小，加之钢构件截面多为薄壁状，表面温度和内部温度相差无几。
钢结构的防火设计与材料选择
钢结构的防火设计与材料选择钢结构在建筑领域中被广泛应用，其具有高强度、耐腐蚀等优势。
然而，钢材在高温环境下容易发生软化和失稳，所以在设计和施工过程中，必须充分考虑到防火措施和材料选择，以确保建筑物的安全性。
本文将重点探讨钢结构的防火设计和材料选择。
一、防火设计的重要性钢结构的防火设计至关重要。
在火灾发生时，火焰的高温会使钢材发生热膨胀并失去强度，从而威胁建筑物的结构安全。
因此，防火设计需要充分考虑以下几个因素：1.1 火灾安全等级：根据建设规范和使用要求，确定建筑物所需的火灾安全等级，从而确定所需的防火措施和材料。
1.2 结构构件的防火涂料：防火涂料是目前常用的防火措施之一，可以有效阻止火焰对钢结构的侵蚀。
根据防火等级的要求确定所需的防火涂料种类和厚度。
1.3 防火被覆材料：防火被覆材料在钢结构的表面起到防火保护作用，可以增加钢材在高温下的稳定性。
传统的防火被覆材料包括石膏板、水泥钙质板等。
1.4 隔热设计：合理的隔热设计可以减少火灾对钢结构的影响。
采用隔热材料对钢结构进行包裹，可以有效降低钢材受热的速度和温度。
二、钢结构防火材料选择在进行钢结构的防火设计时，需要选择适合的防火材料来保护钢构件，确保其在火灾中的安全性。
下面介绍几种常用的钢结构防火材料选择方法：2.1 防火涂料：防火涂料是一种常用的防火材料，可以施工方便灵活，适用于不同形状和尺寸的构件。
根据所需的防火等级，选择合适的防火涂料。
常用的防火涂料品牌有XX、XX等，具有良好的防火性能。
2.2 防火板材：防火板材是一种常用的防火被覆材料，可以有效隔离火焰对钢构件的侵蚀。
根据防火等级和施工要求，选择合适的防火板材。
常用的防火板材有石膏板、水泥钙质板等。
2.3 隔热材料：隔热材料可以有效降低建筑物的火灾风险。
选择具有良好隔热性能的材料，如矿棉板、岩棉板等。
2.4 火焰喷涂：火焰喷涂是一种在钢结构表面形成防火屏障的方法，可以起到阻止火焰蔓延的作用。
钢结构建筑防火设计浅析
钢结构建筑防火设计浅析摘要：由于钢结构存在不耐火的致命弱点，发生火灾时极易发生倒塌，造成重大的人员伤亡和财产损失，其防火问题备受人们关注。
本文就钢结构火灾特点和防火设计谈一点自己的见解，供大家参考。
关键词：钢结构建筑；防火；设计近年来，我国经济有了突飞猛进的发展，随着经济的发展带来了建筑业的空前繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。
建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、桥梁、住宅等，工厂仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用轻钢结构。
由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高，而钢结构本身具备自重轻、强度高、掩工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。
1.钢结构的优点钢结构之所以运用越来越广泛，这正是由于其自身巨大优点所决定的。
钢结构具有许多优点：首先，重量轻、强度高。
其次，抗震性能好，其延性比钢筋混凝土好。
从国内外震后调查结果看，钢结构建筑倒塌数量最少的。
再次，钢结构构件在工厂制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求。
第四，钢结构工厂制作质量可靠，尺寸精确，安装方便，易与相关部品配合。
还有就是钢材可以回收，建造和拆除时对环境污染较少。
总之，钢结构与传统的混凝土结构相比较，具有自重轻、强度高、抗震性能好，施工快等优点。
适合于活荷载占总荷载比例较小结构，更适合于大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。
也符合环保与资源再利用的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同。
2.钢结构建筑的火灾危险性2．1耐火性能差钢材本身不燃烧，却不耐高温，其机械性能如屈服点、弹性模量、抗压强度、荷载能力等均会随温度的升高而急剧下降，当钢构件温度达到350、500、600摄氏度时，强度分别下降1／3、1／2、2／3。
而明火焰的温度通常在700～2000℃之间，远远超过钢材的承受能力。
而且钢构件由单一材料组成，导热系数大，在高温作用下，热量会迅速传导至内部，温升快，在标准时间—升温曲线的试验条件下，裸露钢构的耐火时间仅15分钟，不如普通木柱的耐火时间。
关于钢结构抗火设计的分析3篇
关于钢结构抗火设计的分析3篇关于钢结构抗火设计的分析1在建筑设计中，钢结构在近年来得到了越来越广泛的应用。
钢结构具有优异的抗震性能和优美的外观，因此它很适合应用于大型高层建筑、超高层建筑、体育馆、展览馆等大跨度钢结构建筑中。
但是，在应用中也存在一些问题，最主要的问题之一就是钢结构的抗火能力。
因此，本文就关于钢结构抗火设计的分析进行探讨。
一、钢结构的火灾危害在钢结构建筑中，如果发生火灾，对人员和财物都会造成严重的危害。
从人员的安全角度来看，钢在高温下的强度会大量降低，当火势蔓延到钢结构时，就会发生扭曲、弯曲和甚至熔化，导致建筑结构的严重损坏，甚至倒塌。
所以，钢结构建筑的防火问题是非常重要的。
二、钢结构抗火问题的解决在设计钢结构时，必须要考虑到它的抗火性能。
目前，根据国家标准，新建钢结构建筑必须满足四个基本防火要求：防火分隔、防火间距、构件耐火极限和防火涂料。
下面，我们就分别对这四个要求进行介绍。
1、防火分隔防火分隔的主要作用是将防火分隔墙以上的区域分隔出来，控制火源蔓延的范围。
在钢结构建筑中，防火分隔墙一般由混凝土板和石膏板组成，整个分隔墙的厚度一般在200毫米左右。
2、防火间距防火间距的主要作用是将相邻的建筑物之间的距离保证合适，以便在火灾发生时，可以尽可能地减少相邻建筑物之间的火灾蔓延。
此外，还应考虑到建筑物的高度和形状、环境、地形等因素。
3、构件耐火极限构件耐火极限是指钢构件在高温下的抵抗能力。
一般来说，耐火极限应该根据钢结构的用途和地点，选择相应的耐火极限等级，常见的耐火极限等级有R15、R30、R45、R60等等。
4、防火涂料防火涂料的主要作用是在火灾发生时，为钢结构提供防火保护。
而能够满足防火涂料要求的主要指标有附着力、持久度、阻燃性能、低烟性能等。
三、结论综上所述，钢结构抗火设计对于保障建筑安全和人员生命财产安全具有非常重要的意义。
我们可以通过防火分隔、防火间距、构件耐火极限和防火涂料等措施来保障钢结构的抗火能力。
关于钢结构抗火设计
关于钢结构抗火设计钢结构抗火设计是指在火灾条件下，钢结构能够保持其稳定性和承载能力，以防止火灾导致的结构破坏和人员伤亡。
在抗火设计中，需要考虑诸多因素，包括材料选用、结构构造、防火涂层、消防系统等。
首先，钢结构抗火设计的基础是选用具有良好耐火性能的材料。
一般来说，常见的钢材在高温下会迅速失去承载能力，因此需要使用具有一定耐火性能的特殊钢材。
常见的抗火钢材包括耐高温合金钢和防火钢。
其次，钢结构的构造设计也需要考虑抗火性能。
抗火设计要求各构件在火灾条件下保持稳定，以防止坍塌。
钢梁和柱通常要进行防火包裹，可以采用石膏板、耐火板等材料进行保护，以延缓钢材的升温速度。
此外，在设计过程中还需要合理设置防火隔间和排烟通道，以确保火灾不会迅速蔓延。
抗火涂层是钢结构抗火设计的重要组成部分。
抗火涂层可以起到隔热和防火的作用，能够延缓钢材升温的速度。
根据建筑物的火灾风险和使用要求，可以选择不同类型的涂层，如耐高温涂层、膨胀型涂层和阻燃涂层等。
抗火涂层需要定期检测和维修，以确保其持久的抗火性能。
此外，消防系统也是钢结构抗火设计中不可或缺的一部分。
消防系统包括火灾报警系统、灭火系统和排烟系统等。
火灾报警系统可以及时发现火灾，以便采取相应的措施。
灭火系统可以迅速将火势控制在可控范围内，以保护钢结构不受火灾损害。
排烟系统可以有效排除烟雾和有毒气体，保证人员安全疏散。
最后，钢结构抗火设计需要进行全面的抗火性能评估和验证。
一般来说，采用计算方法和实验方法相结合的方式进行评估。
计算方法使用数值模拟的方式，通过模拟火灾条件下的温度和应力分布，来评估钢结构的抗火性能。
实验方法可以进行真实的火灾试验，检测钢结构在火灾条件下的实际承载能力。
综上所述，钢结构抗火设计是保证钢结构在火灾条件下安全稳定的重要措施。
通过选用耐火性能良好的材料、合理的结构构造、有效的防火涂层和完善的消防系统，以及全面的抗火性能评估和验证，可以确保钢结构在火灾发生时能够提供足够的安全保护。
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浅谈钢结构抗火设计方法摘要：从分析钢材高温下力学性能的变化及影响机理入手，概述了钢结构抗火的传统与现代设计方法的一般步骤及各自优缺点，并对抗火设计的发展趋势与现存问题进行总结。
关键词：钢结构抗火设计结构性能0引言长期以来，防火是建筑及结构设计师重点考虑的问题之一，如在建筑中设置防火墙和防火门等，即对建筑进行防火保护，其目的是为了减轻火灾损失，减少人员伤亡。
而钢结构作为具有强度高、质量轻、抗震性能好、环境污染少、施工速度快等优点的材料，在建筑工程中发挥着重要的作用，尤其对于体育馆、机场、展览馆等大跨度结构，钢结构更是首选的结构形式。
近年来，随着钢材产量的增加，钢结构建筑得到了广泛的推广，如北京国家大剧院、水立方等等。
然而由于自身特性的限制，钢结构有一个不容忽视的缺陷——抗火性能差，一旦发生火灾结构受到破坏，后果不堪设想。
这使得以钢结构的发展，以及其全新的结构形式和材料特性在建筑防火中遇到了新的挑战。
1钢材的材料特性、破坏机理及抗火设计的必要性掌握高温条件下的钢材的性能是确定火灾下钢结构的结构性能的必要条件。
钢材虽为非燃性材料，耐热性能高于钢筋混凝土，但其耐火性能较差，而钢结构的耐火极限即是指构件在标准耐火试验中，从受到火的作用时起，到失去稳定性、完整性或绝热性为止这段抵抗火作用的时间，无防护措施的钢结构耐火极限只有15min左右。
与钢材抗火相关的材料特性主要包括强度、弹性模量、热膨胀系数、应力-应变关系及热传导系数、比热等热工参数。
在高温情况下，钢材的屈服强度、极限强度和弹性模量均随温度的升高而降低，而且屈服台阶越来越小。
当温度在150℃以上时，就必须采取保护措施；在300-400℃时，钢材已无明显的屈服台阶，强度开始迅速下降，且内部晶体结合方式发生变化导致塑性和韧性下降，出现明显蓝脆现象；接着当温度达到400℃时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半；然后当温度高达600℃时，钢材基本丧失全部强度和刚度，高温钢材强度变化如图1、2。
但是一般火灾现场的温度都会高达800-1000℃，在这样的高温下裸露的钢结构构件强度会迅速降低，很快出现塑性变形，产生局部破坏，最终造成钢结构建筑物整体坍塌。
图1 yTy f f 、T E E 随温度的变化（带T 下标的为高温下的钢材材料参数）图2 钢结构在不同温度下的应力应变曲线高温对钢材力学性能的影响从本质上来说是由于高温下钢材微观结构的变化导致的。
当温度超过600℃后，钢材的微观组合结构将产生球化作用，使内部微观结构由珠光体的碳化铁薄片结合成为球状颗粒，随着温度的升高，钢的微观结构将转变为粗颗粒奥氏体，最终导致钢材出现强度损失。
国内外因为钢材受火灾破坏而导致结构整体破坏的例子很多，比如1967年美国蒙哥马利市的一个饭店发生火灾，钢结构屋顶被烧塌； 1998年北京玉泉营家具城发生火灾，造成该建筑物整体倒塌。
对于高层建筑而言，由于其“烟囱效应”使得火灾发生时火势很难控制，造成的危害更大，损失最大的莫过于2001年的“911”事件：2001年9月11日，美国纽约110层、高412m的世贸中心双塔楼遭受恐怖分子劫持的飞机撞击。
在飞机撞楼后约一个小时，南北两塔楼原地坐塌，死亡和失踪人员约4000人，直接经济损失高达数百亿美元。
而造成这么严重后果的原因是，撞击南北两塔楼的飞机均携带几十吨的高级航空燃油，当飞机撞进大楼之后，使得飞机油箱破裂，几十吨燃油迅速燃烧起来（图3），火灾使室内温度高达800℃～1400℃，造成被撞部分的钢结构体系因高温作用而失效，使得上部结构自然下落，巨大的冲击力导致大厦坍塌。
由此可见，对钢结构的抗火性能的研究已经成为工程界迫切需要解决的问题。
图3.“911”事件火灾现场2钢结构抗火设计方法的研究2.1基于试验的抗火设计方法基于标准构件的试验方法即传统抗火设计方法，一般做标准梁或标准柱试验，施加设定的标准荷载，然后测定其在标准火灾升温条件下的耐火时间，最后判断是否满足规范规定的耐火极限要求。
现行《高层民用建筑钢结构技术规程》规定，梁和柱的防火保护厚度宜直接采用实际构件的耐火试验数据，当构件的截面形状和尺寸与试验标准构件不同时，应按有关规定推算出保护层厚度。
这种抗火分析方法存在以下缺陷：（1）将构件从结构中孤立出来，施加一定的荷载，然后按一定的升温曲线加温来测定构件耐火时间的方法，存在很多问题。
首先，构件在结构中的受力，很难通过试验模拟，实际构件受力各不相同，试验难以概全，而受力的大小对构件耐火时间的影响较大，一般构件受力越大，构件的耐火时间越小（图4）；其次，构件在结构中的端部约束在试验中难以模拟，而端部约束也是影响构件耐火时间的重要因素；再次，未能考虑温度应力及变形影响、高温下结构内力重分布的影响，以及各构件相互作用的影响，即结构某一构件达到极限状态并不意味着整体结构达到极限状态。
图4.构件受力与耐火时间的关系（2）结构的耐火时间基于IS0834升温曲线确定，而现有的研究表明真实火灾与火荷载密度、通风条件、建筑形式等因素密切相关，ISO834曲线并不能反应火灾的真实情况。
而火灾升温曲线对结构耐火时间有影响。
（3）传统的结构抗火设计是一种格式化的设计方式，规范对特定情况下的结构抗火设计要求作出了明确的规定，设计人员仅限于被动的选择，而未从人员安全逃生及结构性能要求的角度，考虑综合经济及生命损失最小的目标。
因此，这种方法过于简单，缺乏一定的科学性，此外由试验确定的耐火时间不能完全代表实际构件在真实结构中的耐火时间，从而造成不安全或偏于保守的后果。
2.2 基于构件计算的抗火设计方法由于钢结构抗火试验的上述缺陷，人们试图通过计算进行钢结构的抗火设计。
基于构件计算的抗火设计方法以高温下构件的承载力状态为耐火极限进行判断，考虑温度内力的影响。
理论研究以有限元法为主，基本上能考虑任意荷载形式和端部约束状态的影响。
目前这种方法已被英国、澳大利亚、欧共体等国家(组织)的钢结构设计规范采用，我国上海市标准《钢结构防火技术规程》也采用这种方法。
这种设计方法计算过程如下:(1) 采用确定的防火措施，设定一定的防火被覆厚度；(2) 计算构件在确定的防火措施和耐火极限条件下的内部温度；(3) 采用高温下钢的材料参数，计算结构中的该构件在外荷载和温度作用下的内力；（4）进行荷载效应组合；(5) 根据构件和受载类型如轴心受压、受弯、偏心受压等，进行构件耐火承载力极限状态验算；(6) 当设定的防火被覆辱度不合适时，可调整防火被覆厚度，重复上述(1)~ (5)步骤。
这种方法克服了基于试验设计方法的一些缺陷，但是还存在明显的不足之处: 结构是作为整体承受荷载，钢结构抗火设计也是以“整体不倒塌”为最终目的，因此火灾下单个构件的破坏，并不一定意味着整体结构的破坏；另外也没有考虑火灾下结构的整体反应特性，有些构件如次梁，即使不作防火保护，整体结构也可以满足耐火极限的要求，著名的Cardington试验也已表明，构件在整体中的抗火性能大大优于单个构件的抗火能力。
2.3 基于结构性能的抗火设计方法结构的主要功能是作为整体承受荷载，火灾下结构单个构件的破坏，并不一定意味着整体结构的破坏。
特别是对于钢结构，构件数量较多，一般情况下结构局部少数破坏将引起结构内力重分布，其他未破坏的构件可以提供新的传力路径而使结构继续工作结构仍具有一定的承载能力。
当钢结构抗火设计以防止整体结构倒塌为目标的时候，基于整体结构的承载能力极限状态进行抗火设计更为合理。
2.3.1 有限元计算方法钢结构抗火计算最通用、最有效的方法是有限元法，它可研究复杂结构的抗火特性，可考虑火灾中各种因素如材料非线性、几何非线性、不均匀温度分布和热应变的影响，并得到结构火灾下的变形特性及非线性响应过程。
但该方法目前还只能用于平面结构，由于实验数据和理论不够，还不能用于空间结构。
同时有限元法程序必须和其他分析方法联合分析，才能更精确的预测结构在火灾中的反应。
因此有限元法功能强大，但不能解决所有问题。
2.3.2 弹-塑性计算方法弹塑性法中，弹性方法包括热荷载和静力荷载的相互作用，塑性方法则是基于塑性铰的概念计算框架破坏时的极限温度，由于结构多为超静定结构，产生塑性铰时内力进行重分布，结构仍有一定的承载力，而随着塑性铰数目增多，结构最终形成机构，达到耐火极限状态。
实际的计算方法经过了简化，在计算前作了很多假定，忽略了荷载的重分布和结构构件连续性的影响，这就使得计算结果偏于保守。
基于塑性理论的任意一种抗火设计方法，都得考虑材料在高温下的非线性行为，因此理论分析是一件很繁杂的工作，要得到解析解一般是不可能的，必须借助数值工具。
3结语基于试验的设计方法已成为传统，目前许多国家正结合试验采用基于构件计算的抗火设计方法，但欧洲特别是英国对结构抗火性能研究较多并己逐步运用于抗火设计，结构整体抗火性能仍是热门研究课题，因此基于结构性能的抗火设计方法将是今后一段时间的发展方向。
总的来说，钢结构抗火研究已经取得一定的成果,但抗火设计仍没有形成统一的规范和标淮,尤其我国起步较晚,钢结构抗火设计还存在着许多问题。
例如结构设计是以概率可靠度为目标的极限状态设计法。
针对火灾发生的随机性,且火灾发生后空气升温的变异性很大,要实现结构抗火的概率可靠度设计,必须考虑火灾及空气升温的随机性。
这方面的研究成果还不多,也是结构抗火设计的发展方向之一。
相信随着人们对这钢结构防火设计认识的不断加深,对钢结构防火设计的科学研究必将更加深入和完善,钢结构工程应用必将更趋广泛。
参考文献[1]李国强.现代钢结构抗火设计方法与研究进展[A]结构防灾、监测与控制——第二届“结构工程新进展国际论坛”特邀报告集[C], 2008 .[2]李国强,吴波,韩林海.结构抗火研究进展与趋势.[J]建筑钢结构进展, 2006, (08) .[3]江雪玲.国内外钢结构抗火的研究状况[J]广东建材, 2008, (05) .[4]李金哲,刘晓鹏.钢结构抗火研究现状与发展趋势[J]. 四川建材, 2010, (02).[5]张金玲,郎辅波.浅谈钢结构抗火设计方法[J]. 科技咨询导报, 2007, (07) .[6]贺晗,余绍锋. 钢结构的抗火研究概述[J]. 钢结构, 2009, (11) .[7]裴波,刘兴业. 浅谈基于结构性能的钢结构抗火设计方法.[8]么达. 钢结构抗火设计研究.2013.。