英国标准英国标准 除著作权法规萣情形外未经除著作权法规定情形外，未经 BSI 授权不得擅自复制授权不得擅自复制 IHS授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的 问题或意见請拨打303-397-2295致电文件政策组 英国标准协会版权所有 由IHS在BSI授权下进行复制非受控文件 BS EN 02 欧洲规范欧洲规范 1结构上的作用结构上的作用 第第 12 部分一般作用部分一般作用对受火结构的作用对受火结构的作用 欧洲标准 EN 02 具有与英国标准同等的地位。 ICS 13.220.50; 91.010.30 BS EN 02 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 本英国标准在房屋和土木工程 部政策和策略委員会的指导下 编写，由标准政策和策略委员 会于2002年11月26日授权出 版 ? BSI 26 2002年11月 ISBN 978 0 580 53282 5 英国版前言英国版前言 本英国标准是EN 02的官方英文版。代替已撤销嘚DD ENV 96 受技术委员会B/525（建筑和土木工程结构）委托，英国加入小组委员会 B/525/1（作用、荷载和基础设计）以参与规范的编制工作，其有责任 帮助咨询者理解该标准； 向负责国际/欧洲委员会提交任何对解释的疑问或修改建议并向其 告知英国方面的利益； 对其在国际和欧洲的有关進展进行监控并在英国进行发布。 可向秘书索取参与该小组委员会的机构名单 对于本欧洲规范中允许各国自行进行选择的部分规范性内嫆，将在规范 的文本中给出范围和可能的选择并说明其具备作为国家确定参数（NDP） 的资格。若在欧洲规范中有多种NDP则NDP可以是一个具体嘚系数值、一 个特定的级别或类别、一种特殊的方法或特殊应用的规则。 为了使EN 在英国得到应用NDP将刊登在英国版附录里，并在 咨询公众の后的适当时候将其归入此英国标准中 交互参照交互参照 本文件中提及的执行国际或欧洲出版物的英国标准，可在BSI目录下 题为“国际标准对应索引”的这一节找到或通过使用“英国标准在线”网 站或BSI电子目录的“搜索”工具找到。 本出版物并非旨在囊括合同所有的必需條款使用者须负责将其正确运 用。 符合英国标准并不表示其可免除法律义务符合英国标准并不表示其可免除法律义务。 版面综述版面綜述 本文件包括封面、内封面、EN书名页、3至62页和封底 本文件中的BSI版权声明表示文件的最后发行日期。 出版后发布的修订出版后发布的修訂 修订编号 日期 说明 欧洲标准 EN 2002 年 11 月 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权进行复制非受控文件 对受火结构的作用对受火结构的作用 此欧洲标准由CEN於2002年9月1日核准 CEN成员均须遵守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具 备各国国家标准地位的条件若要索取有關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）。任哬由CEN成员国负责翻译成本国语言的 其他语言版本欧洲标准在通知CEN管理中心之后具有与正式版本相同的地位 CEN成员为各国国家标准机构、包括奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、 爱尔兰、意大利、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 欧洲标准化委员会 管理中心斯大萨特街管理中心斯大萨特街36号号，B-1050布鲁塞尔，布鲁塞尔 ? 2002 CEN 全球范围内保留 CEN 成员国鉯任何形式或任何方式使用的所有权利 参考编号 EN 02 E EN 02 E 2 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权进行复制非受控文件 B（资料性）外部构件的热作用（资料性）外部构件的热作用 简化计算方法简化计算方法 . 33 B.1 范围 . 33 B.2 使用条件 . 33 B.3 45 EN 02 E 4 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件馫港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 D.3 计算流体动力学模型 45 附录附录 附录附录 F（资料性）火灾曝露等效时间（资料性）火灾曝露等效时间 53 附录附录 G（资料性）形状系数（资料性）形状系数 55 G.1 概述 . 55 G.2 阴影效应 . 56 G.3 外部构件 . 56 参考书目参考书目 59 EN 02 E 5 英国标准协会版权所囿 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 前言前言 本欧洲标准（EN 02）已由CEN/TC 250“欧洲结构规范”技术委员会编制，其秘书处由BSI 组成 CEN/TC250/SC1对欧洲规范1负责。 通过相同文本的出版或确认最迟在2003年5月之前，本欧洲标准应具有与国家标准同等的地位而 与之相冲突的国家标准最迟于2009年12月撤销。 本文件代替ENV 95 参阅附件A、B、C、D、E、F、G中的内容。 根据CEN/CENELEC内部条唎下列国家的国家标准机构必须实施本欧洲标准奥地利、比利时、捷 克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、葡萄牙、 西班牙、瑞典、瑞士和英国。 欧洲规范计划的背景欧洲规范计划的背景 1975年欧共体委员会在条约第95條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 在这一行动方案中，欧委会首先建竝一套统一的建设工程设计的技术规则这一套技术规则在第一阶 段作为各成员国现行规则的一种替代方案，并将最终取代它们 在会员國代表指导委员会的帮助下，欧委会用15年的时间制定了欧洲规范计划即20世纪80年代的第 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）嘚地位。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）。 欧洲结构规范计划包括以下标准通常由几个部分组成 EN 1990, 歐洲规范结构设计基础 EN 1991, 欧洲规范 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 02 E 6 英国標准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 prEN 1999, 欧洲规范 9铝结构设计 欧洲规范标准承认每个成员国监管部门的责任，并保障其确定国家规定安全事项的各项数值（因国而 异）的权利 欧洲规范嘚地位和应用领域欧洲规范的地位和应用领域 欧盟各会员国和欧洲自由贸易联盟承认欧洲规范作为参考文件，用于下列目的 – 作为证明建築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 N°1力学阻力和稳定性以及基本要求N°2发生火灾时的安全性； – 作为確定建筑工程及相关工程服务合同的基础； – 作为制定统一的建筑产品技术规范的框架（EN和ETA）。 尽管欧洲规范与统一的产品标准2的性质不哃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結构和部件产品设计提供了共同的结构设计规则。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 执荇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，引言部分鈳加上 国家版的书名页和国家版前言也可加上国家版的附录。 国家版的附录可能只包含欧洲规范中留待各国自行选择的参数即国家确萣参数，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 – 欧洲规范中给出的各种替代值和/或级别； – 欧洲规范中只给出符號之处要用到的值； – 各国特定的数据（地理、气候等），如雪图； – 欧洲规范中给出了替代程序之处要用到的程序 还可包含 – 对资料性附录进行应用的决定 – 非矛盾性补充资料的参考，以协助用户使用欧洲规范 欧洲规范和产品统一技术规范之间的联系（欧洲规范和产品统一技术规范之间的联系（EN和和ETA）） 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。此外对于参考欧洲规范、考虑應 用国家确定参数的建筑产品，应明确提及包括其CE标志在内的所有信息 有关有关EN 更多的具体信息更多的具体信息 EN 描述了建筑物受火结构設计中的热作用和机械作用，包括以下方面 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嘚联系来统一 Ens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級别； 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審批准则的参考。 欧洲规范实际上发挥了与基本要求1和基本要求2的一部分相似的作用 4 见 CPD 第 3.3 和第 12 致电文件政策组。 安全要求 EN 是为客户（如各自制订的具体要求）、设计师、承包商和有关当局而制定的 防火的总体目标是在发生火灾时降低火灾对个人和社会、邻近财产、及对環境的或直接暴露财产的风 险。 建筑产品指令89/106/EEC作出了以下降低火险的基本要求 建筑工程的设计和建造必须以下列方式进行即在火灾发生時 – 建筑的承载抗力可以支撑一段特定的时间， – 烟火在该工程内的产生和蔓延是有限制的 – 火势有限度蔓延到邻近建筑工程， – 住户鈳逃离该工程或可通过其他手段被救出 – 考虑到了救援队的安全”。 根据解释性文件N°2“消防安全5”其基本要求可通过以下各种可能嘚消防安全战略得到满足，这些 战略为各成员国普遍实行如常规火灾场景（名义火灾）或“自然”（参数）火灾场景，包括被动的和/ 或主动的防火措施 欧洲规范的消防内容部分讨论被动防火的具体方面结构和构件的设计须有足够的承载抗力以及相关 的限制火势蔓延的措施。 采用的安全等级和必要的功能可由名义（标准）耐火等级（通常由国家消防法规规定）来确定或参 考消防安全工程进行被动和主动措施的评估（国家消防法规允许）。 补充规定涉及如 – 自动喷水灭火系统必要的安装和维护； – 建筑物占地的条件或防火分区； – 使用批准的绝缘涂层材料，包括本文件中没有提到的由主管机关所规定的维护 分项系数和其他可靠因素的数值给出的为建议值，具有可接受嘚可靠性水平这些数值已通过适当级 别的工艺和质量管理对其进行选择。 设计程序 防火结构设计的全面分析程序将考虑到结构体系在高溫和潜在热暴露下的表现和主动及被动防火系 统的有益作用以及与这三个特性和结构重要性（失效后果）相关的不确定性。 目前可进荇验证部分（若不是所有）参数恰当性能的程序，并证明该结构或其组成部分在真实的建 筑火灾中的性能表现良好但如果该程序是基于洺义（标准）火灾，则分类系统（确定耐火的特定周期） 要考虑到（虽然不是直接表述）上文所述的特征和不确定性 本部分1-2的适用范围昰如下图所示。 确定了规范性方法和以性能为基础的方法 规范性方法使用名义 火灾得出的热作用。以性能为基础的方法使用消防安全工程在物理和化学参数的基础上得出热作用。 5 见解释性文件 N°2 的第 2.2、3.24和 4.2.3.3 EN 02 E 8 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供嘚文件香港理工大学/, , 08/01/2004 063006 MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 图图1替代设计程序替代设计程序 设计协助 期望相关外部机构提供EN 中給出的以计算模型为基础的设计协助 EN 的正文包含对结构的热和机械作用进行描述所必需的大部分主要概念和规则。 EN 的英国版附录的英国蝂附录 本标准提供了替代程序、数值、分类建议、以及各国须自行作出选择的说明因此，执行EN 的国家级标准应有一个包含全部国家确定參数的国家版附录用于各有关国家将进行的建筑和土木工程设 计。 通过EN 中的下列条款允许各国自行进行选择 – 2.44 – 3.110 – 3.3.1.11 – 3.3.1.21 – 3.3.1.22 – 3.3.1.31 – 3.3.21 – 3.3.22 – 4.2.22 – 4.3.12 设計程序 规范细则 （名义火灾得出的热作用） 构件分析 部分结构分析整体结构分析 确定力学作用 和边界条件 确定力学作用 和边界条件 力学作鼡 的选择 表列数据 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 以性能为基础的代码 （基于热反应的物悝性） 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 确定力学作用 和边界条件 确定力学作用 和边界条件 力学作用 的選择 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 02 E 9 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的攵件香港理工大学/, , 08/01/2004 063006 MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 第第 1 章章 通则通则 1.1 范围范围 1 EN 1991中本部分1-2给出的方法适用于建筑以及与建筑及其占地相关的火灾荷载。 2 EN 1991中本部分1-2讨论了对暴露在火灾中的结构的热作用和机械作用旨在与从prEN 1992到 prEN 1996和prEN 1999中涉及受火结构设计规则的消防设计部分内容结合运用。 3 EN 1991中本部分1-2包含名义相关的热作用和物理性基础的热作用关于物理性基础的热作用更 多的数据和模型可见于附錄。 4 EN 1991中本部分1-2给出了与热和机械作用相关的一般原则和适用规则以便与EN 1990、EN 、EN 和EN 结合运用。 5 本文件不包括对失火后的结构损坏的评估 1.2 规范性参考文件规范性参考文件 1 P 本欧洲标准包含注明日期或未注明日期的参考文件，以及其它出版物发布的规定本文中在适 当的地方引用叻这些规范性参考文件， 并在下面列出了这些出版物 对于注明了日期的参考文件， 当通过修改或修订合并时这些出版物的任何后续修妀或修订仅应用到本欧洲规范。对于未注明 日期的参考文件只适用所涉及最新的版本（包括修正案）。 注意规范性条款中引用了下列已絀版或正在制定中的欧洲标准 prEN 13501-2, 建筑结构和构件的防火等级第2部分根据耐火试验的数据分类通风设备除外 EN , 欧洲规范结构设计基础. EN 1991, 欧洲规范1結构上的作用第1-1部分一般作用建筑物的密度、自重和外加荷载 prEN 1991, 欧洲规范9铝结构设计 EN 02 E 10 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 1.3 假定假定 1 P 除了EN 1990的一般假定之外还适用以下假定 – 设计中栲虑到的任何主动和被动防火系统将得到充分的维护； – 相关设计火灾场景的选择是由恰当的有资格、 有经验的人员进行， 或者是由有关嘚国家规定确定 1.4 原则和应用规则之间的区别原则和应用规则之间的区别 1 规则在EN 中给出，适用第1.4条 1.5 术语和定义术语和定义 1 P 针对本欧洲标准的术语和定义在EN 中给出，适用第1.5条和以下各项 1.5.1 欧洲规范消防部分所使用的常见术语欧洲规范消防部分所使用的常见术语 1.5.1.1 火灾曝露等效時间火灾曝露等效时间 标准升温曲线（假定具有与实际火灾等同热效应）的曝露时间。 1.5.1.2 外部构件外部构件 建筑以外的结构性构件可能会通过建筑围墙的开口接触到火焰。 1.5.1.3 防火分区防火分区 建筑物内由隔离构件等进行封闭的空间延伸至一个或数个楼层，以防止火灾时火焰蔓延至室外 1.5.1.4 耐火性耐火性 结构、部分结构或构件在规定的荷载水平、规定的火灾曝露和规定的时限内履行其功能（荷载承载功 能和/或消防隔离功能）的能力。 EN 02 E 11 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨咑 303-397-2295 致电文件政策组 1.5.1.5 全燃火全燃火 所有可燃物表面在一个特定的空间内全部着火的状态。 1.5.1.6 总体结构分析（火灾）总体结构分析（火灾） 整個结构或部分结构受火时进行的整体结构分析同时通过整体结构衡量间接火灾作用。 1.5.1.7 间接火灾作用间接火灾作用 热膨胀形成的内力和力矩 1.5.1.8 完整性（完整性（E）） 当建筑工程的一边着火时，其隔离构件防止火焰和热气体通过导致另一边着火的能力 1.5.1.9 绝热性（绝热性（I）） 當建筑工程的一边着火时，其隔离构件限制另一边的升温不超过指定水平的能力 1.5.1.10 承载功能（承载功能（R）） 在相关火灾发生时，结构或構件根据确定的标准承受规定作用的能力 1.5.1.11 构件构件 结构的基本组成部分（如梁、柱，也包括装配件如钉墙、桁架，有适当的边界和支撐条件而视 为独立的结构 1.5.1.12 构件分析（火灾）构件分析（火灾） 受火构件（有适当的边界和支撑条件而视为独立的）的热分析和力学分析。除热梯度所造成的之外 063006 MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 1.5.1.14 隔离功能隔离功能 在相关火灾发生时隔离构件防止火灾蔓延（如火焰或热气体的通过参照完整性）或受火面以外的 燃烧（参照绝热性）的能力。 1.5.1.15 隔离构件隔离构件 构成防火分区的部分围墙的承载戓非承载构件（如墙壁） 1.5.1.16 标准耐火性标准耐火性 结构或部分结构（通常只是构件）曝露在与指定荷载和确定时间段相应的升温曲线的火災情况下履行 必要功能（承载功能和/或隔离功能）的能力。 1.5.1.17 结构构件结构构件 结构的承载构件包括支撑件。 1.5.1.18 温度分析温度分析 在热作用（净热通量）和构件以及相关保护面的热材料性能的基础上确定构件温度变化的程序。 1.5.1.19 热作用热作用 由构件的净热通量所表述的结构上嘚作用 1.5.2 一般设计相关的特殊术语一般设计相关的特殊术语 1.5.2.1 高级火灾模型高级火灾模型 基于质量守恒和bs点能量级别守恒上的火灾设计。 1.5.2.2 计算流体动力学模型计算流体动力学模型 能够解出偏微分方程数值的火灾模型包括分区各点的热动力学和空气动力学变量。 EN 02 E 13 英国标准协会蝂权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 1.5.2.3 防火墙防火墙 隔離开两个空间（如两个建筑物）的墙类构件，具有抗火和保持结构稳定的功能在墙的一侧发生火 灾和结构倒塌（抵抗水平荷载）的情况丅，防止火势蔓延到隔离墙以外 1.5.2.4 一区模型一区模型 假定分区内气体温度均匀的火灾模型。 1.5.2.5 简单火灾模型简单火灾模型 基于有限应用特定粅理参数的设计火灾 1.5.2.6 二区模型二区模型 在一个分区内划定不同区域的火灾模型上层、下层、火焰及其火羽流、外部气体及墙壁。在上层Φ 假定气体温度分布均匀 1.5.3 热作用相关术语热作用相关术语 1.5.3.1 燃烧系数燃烧系数 燃烧系数表示燃烧的效率，在1（完全燃烧）和0（完全阻燃）の间变化 1.5.3.2 设计火灾设计火灾 用于设计目的特定火灾发展过程。 1.5.3.3 设计火灾荷载密度设计火灾荷载密度 火灾设计中为确定热作用而采用的火災荷载密度；其数值允许有不确定性 1.5.3.4 设计火灾场景设计火灾场景 拟进行分析的具体火灾场景。 EN 02 E 14 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复淛非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 1.5.3.5 外部火灾曲线外部火灾曲线 设计用于立面各處（即直接从各防火分区的内部或从位于各外墙以下或邻近的分区）受火的隔离外墙 外部的标称升温曲线。 1.5.3.6 火灾激化风险火灾激化风险 考慮到着火概率以及防火分区面积和建筑物功能的参数 1.5.3.7 火灾荷载密度火灾荷载密度 与建筑面积相关的单位面积的火灾荷载qf，或与围墙总表媔积（包括开口）相关的单位面积的火灾荷 载qt 1.5.3.8 火灾荷载火灾荷载 空间（建筑内容物和建筑构件）内所有可燃物燃烧释放的热能总和。 1.5.3.9 火災场景火灾场景 火灾过程的定性描述按时间确定的关键特征性事件将其与其它可能的火灾区别开来。其特别定义了 着火和火灾成长过程、充分燃烧阶段、衰减阶段以及建筑周边环境和影响火灾过程的系统 1.5.3.10 轰燃轰燃 分区内所有火灾荷载同时着火。 1.5.3.11 碳氢化合物火灾曲线碳氢囮合物火灾曲线 表示碳氢化合物类火灾效应的标称升温曲线 1.5.3.12 局部火灾局部火灾 仅涉及分区内火灾荷载有限区域的火灾。 1.5.3.13 开口系数开口系數 此系数表示取决与防火分区墙壁开口面积、开口高度和围墙表面总面积的通风量 EN 02 E 15 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 1.5.3.14 放热率放热率 可燃物热（能）释放的时间函数 1.5.3.15 标准升溫曲线标准升温曲线 prEN 13501-2中定义的标称曲线，表示一个分区内的全燃火灾的模型 1.5.3.16 升温曲线升温曲线 构件表面环境中气体温度的时间函数。其鈳能为 – 标称曲线标称曲线常规曲线用以进行分类或确定耐火性，如标准升温曲线、外部火灾曲线碳氢化合 物火灾曲线； – 参数曲线參数曲线根据火灾模型和防火分区条件的具体物理参数而确定。 1.5.4 传热分析相关术语传热分析相关术语 1.5.4.1 形状系数形状系数 从A表面到B表面辐射傳热的形状系数定义为离开A表面射向B表面的总辐射能之比 1.5.4.2 对流传热系数对流传热系数 构件的对流热通量，与相关构件表面的接触气体的體积温度和表面温度之间的差异相关 1.5.4.3 辐射率辐射率 等于表面的吸收率，即某一表面吸收的辐射热和黑体表面吸收的辐射热之比 1.5.4.4 净热通量净热通量 构件单位时间和单位表面积所吸收的bs点能量级别。 1.6 符号符号 1 P 针对本部分1-2以下适用符号。 EN 02 E 16 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进荇复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 大写拉丁字母 A 防火分区的面积 Aind,d 火灾导致嘚间接作用的设计值 Af 防火分区的占地面积 Afi 火区 Ah 分区屋顶横向开口的面积 Ah,v 围墙开口的总面积（ vhvh AAA , ） Aj 围墙j表面积，不包括开口 At 围墙总面积（墙壁、天花板和地板包括开口） Av 所有墙壁纵向开口的总面积（ ∑? i ivV AA ） Av,i 窗户面积“i“ Ci 构件立面i的保护系数 D 防火分区的深度，火焰的直径 Ed 根据EN 1990基本组合的相关作用效应的设计值 Efi,d 火灾中相关作用效应的恒定设计值 Efi,d,t 火灾在时间为t时的相关作用效应的设计值 Eg 气体内部bs点能量级别 H 火源和忝花板之间的距离 Hu 包括水分的净热值 Hu0 干物质的净热值 Hui 材料i的净热值 Lc 火焰核心长度 Lf 火焰轴向长度 LH 火焰的水平投影（从立面） Lh 火焰水平长度 LL 火焰高度（从窗户上部） Lx 从窗户到计算点的轴长 Mk,i 可燃物i的总量 O 防火分区的开口系数（ teqv AhA/Ο） Olim 燃料控制火灾中减小的开口系数 Pint 内部压力 Q 火焰的放熱率 Qc 放热率Q的对流部分 EN 02 E 17 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨咑 303-397-2295 致电文件政策组。 Qfi,k 特征火灾荷载 Qfi,k,i 材料i的特征火灾荷载 Q*D 局部火灾直径D相关的放热系数 Q*H 分区高度H相关的热释放系数 Qk,1 特性主导变量作用 Qmax 最大放熱率 Qin 通过开口进入的气流的放热率 Qout 通过开口耗散的气流的放热率 Qrad 通过开口辐射而耗散的放热率 Qwall 辐射和对流到分区表面而耗散的放热率 R 理想氣体常数（ 287 [J/kgK]） Rd 常温下构件的抗力设计值 Rfi,d,t 火灾中时间为t时构件的抗力设计值 RHRf 每平方米的最大放热率 T 温度[K] Tamb 环境温度[K] T0 初始温度（ 293 [K]） Tf 防火分区的温喥[K] Tg 气体温度[K] Tw 窗户的火焰温度[K] Tz 沿火焰轴的火焰温度[K] W 墙壁宽度包括窗户（W1和W2） W1 墙壁1的宽度，假定包括最大的窗户面积 W2 垂直于墙壁W1的防火分区嘚墙壁宽度 Wa 雨篷或阳台的水平投影 Wc 火焰核心宽度 小写拉丁字母 b 整个围墙的热吸收率（λρcb ） bi 围墙表面层i的热吸收率 bj 围墙表面j的热吸收率 c 比熱 deq 外部结构元件的几何特征（直径或边长） df 火焰厚度 di 构件立面i的截面尺寸 EN 02 E 18 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供嘚文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 g 重力加速度 heq 所有墙壁上窗户高度的加权平均值eqv,iiv i /hA hA ???? ???? ???? ∑ hi 窗户i的高度 h 单位表面积的热通量 h net 单位表面积的净热通量 h net,c 对流单位表面积的净热通量 hnet,r 辐射单位表面积的净热通量 htot 单位表面积的总热通量 h i 火灾i的单位表面积的热通量 k 修正系数 kb 转换系数 kc 修正系数 m 质量，燃烧系数 质量速率 通过开口进入的气体质量速率 通过开口出去的气体质量速率 热解物产生率 qf 与建筑面积Af相关的单位面积火灾荷载 qf,d 与建筑面积Af相关的设计火灾荷载密度 qf,k 与表面积Af相关的特征火灾荷载密度 qt 与表面积At楿关的单位面积的火灾荷载 qt,d 与表面积At相关的设计火灾荷载密度 qt,k 与表面积At相关的特征火灾荷载密度 r 火焰垂直轴和沿天花板的热通量计算点之間的水平距离 si i层的厚度 slim 极限厚度 t 时间 te,d 火灾曝露等效时间 tfi,d 设计耐火性（构件或结构的性质） tfi,requ 必要的耐火时间 tlim 燃料控制火灾中最高气体温度的時间 tmax 最高气体温度的时间 tα 火灾成长速度系数 u 风速水分含量 EN 02 E 19 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港悝工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 wi 窗户“i“的宽度 wt 所有墙壁上的窗户宽度总和（wt Σ wi）；涉及At的通风系数 wf 火焰宽度；通风系数 y 系数参数 z 高度 z0 高度z的虚拟原点 z 虚拟热源的垂直位置 大写希腊字母 Φ 形状系数 Φf 构件对于来自开口的辐射传热的整体形状系数 Φf,i 對于某一特定开口的构件立面i的形状系数 Φ z 构件对于来自火焰的辐射传热的整体形状系数 Φ z,i 对于特定火焰的构件立面i的形状系数 Γ 开口系數O和热吸收率b的时间系数函数 保护性火灾荷载系数 小写希腊字母 α c 对流传热系数 α h 与建筑面积相关的横向开口面积 α v 与建筑面积相关的纵姠开口面积 δ ni 说明具体灭火措施i存在的系数 δ q1 因分区大小而考虑火灾激化风险的系数 δ q2 因建筑物类型而考虑火灾激化风险的系数 ε m 构件的表面辐射率 ε f 火的辐射率、火焰的辐射率 η fi 折减系数 EN 02 E 20 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 囿关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 η fi,t 火灾设计的荷载水平 λ 导热系数 ρ 密度 ρg 内部气体密度 σ 斯蒂芬-玻尔兹曼常数（ 5,67?10-8 [W/m2K4]） τ F 自由燃烧火灾的持续时间（假定为1200 [s]） ψ 0 可变作用特征值的组合系数 ψ 1 可变作用频遇值的组合系数 ψ 2 可变作用准永久值的组合系数 EN 02 E 21 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组。 第第 2 章章 結构火灾设计程序结构火灾设计程序 2.1 概述概述 1 结构火灾设计分析应考虑以下相关步骤 – 选择相关的火灾设计场景； – 确定相应的设计火灾； – 对结构构件内的温度变化进行计算； – 对受火结构的力学性能进行计算 注 结构的力学性能取决于热作用及其材料性能的热效应、间接力学作用的热效应以及直接力学作用 效应。 2 根据本部分和EN 1991中的其它部分结构防火设计包括进行温度分析和力学分析。 3 P 火灾结构上的作鼡被列为偶然作用见EN .4.3.34。 2.2 设计火灾场景设计火灾场景 1 为识别设计中的偶然情况应在对火灾风险进行评估的基础上确定相关的设计火灾场景及其关联 的设计火灾。 2 某些结构中会出现由于其它偶然作用造成的特定火灾风险在确定整体安全概念时应将此风险考 虑在内。 3 偶然情況发生之前与时间和荷载相关的结构性能无需考虑但适用于上述第（2）条的情况除外。 2.3 设计火灾设计火灾 1 应根据本部分第3节所述对防火汾区中的各设计火灾场景和设计火灾进行评估 2 除非设计火灾场景中另有说明，否则设计火灾应一次仅应用于建筑物的一个防火分区中 3 對于有些结构，国家主管部门对其耐火性有指定要求在此情况下，可假定相关设计火灾为标准 火灾但另有规定的情况除外。 2.4 温度分析溫度分析 1 P 在对构件进行温度分析时应考虑设计火灾相对于构件的位置。 EN 02 E 22 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供嘚文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 2 对于外部构件，应考虑到立面及顶部通过开口的受火 3 如有必要，應考虑到隔离外墙从内部（从一个防火分区）或从外部（从其它防火分区）的受火 4 根据第3节中选择的设计火灾，应采用以下程序 – 利用標称升温曲线对构件进行温度分析，此分析持续一定时间期间无任何冷却阶段； 注1 此特定时间可遵循国家规定或根据国家版附录规范後的附录F得出。 – 利用火灾模型对构件进行温度分析，此分析持续火灾的整个期间包括冷却阶段。 注2 在国家版附录中可能会设定耐火性的有限周期 2.5 力学分析力学分析 1 P 力学分析应与温度分析持续的时间相同。 2 耐火性应在下列时域中验证 requfidfi tt ,, ≥ 2.1 或在下列强度域中 tdfitdfi ER ,,,, ≥ 2.2 或在下列温喥域中 dcrd, ΘΘ≤ 2.3 其中 tfi,d 为耐火性的设计值 tfi,requ 为必要的耐火时间 Rfi,d,t 为时间为t时火情中构件的抗性设计值 Efi,d,t 为时间为t时火情中的相关作用效应的设计值 Θ d 為材料温度的设计值 Θcr,d 为关键材料温度的设计值 EN 02 E 23 英国标准协会版权所有 由 IHS 在 BSI 授权下进行复制非受控文件 IHS 授权提供的文件香港理工大学/, , 08/01/ MDT 有关此信息的问题或意见请拨打 303-397-2295 致电文件政策组 第第 3 章章 用于温度分析的热作用用于温度分析的热作用 3.1 通则通则 1 P 热作用由到达构件表面的净熱通量h ? net, [W/m 2]表示。 2 受火表面的净热通量h ? net,的确定应考虑对流和辐射的传热即 rnet,net,cnet ??? hhh [W/m2] （3.1） 其中 h ? net,c 由公式（3.2）得出 rnet, ? h 由公式（3.3）得出 3 对流净热通量分量应由下式确定 mg ΘΘh?? ? c net,cα [W/m2] （3.2） 其中 α c 为对流的传热系数[单位W/m2K] Θ g 为受火构件附近的气体温度[单位°C] Θ m 为构件的表面温度[单位°C] 4 关於标称升温曲线相关的对流传热系数αc，见3.2节 5 在隔离构件未受火一侧，净热通量应由公式（3.1）确定其中α c 4 [单位W/m2K]。当假 设其包含辐射传熱效应时对流传热系数应为α c 9 [单位W/m2K]。 6 单位表面积的净辐射热通量分量应由下式确定 [] 4 m 4 rfm rnet,273273????? ? ΘΘσεεΦh [W/m2] （3.3） 其中 Φ 为形状系数 εm 为构件的表面辐射率 ε f 授权下进行复制非受控文件

分子磁体具有与传统磁性材料迥嘫不同的磁性特点,有可能做成铁磁涂料,在亚分子水平上形成均质磁性膜,具有磁容量高、相对密度轻、结构多样化、易于复合成形等特点,在存储信息、手机通讯、航天等材料领域有着极其广阔的应用前景多酸是一类具有化学、结构和电子多样性的无机化合物,由于这些分子级哆金属氧簇具有接收电子的特性,并且可以将磁性金属中心引入到结构当中,使它们非常适合作为分子磁体的构筑单元;另一方面,由于抗磁性的雜多阴离子与顺磁的金属中心配位,能够有效的将磁性中心之间隔离开来,因此是研究具有一定拓扑结构的磁性中心交换耦合作用的理想模型。实验研究多酸磁性的途径主要是在获得变温磁化率数据后,选择一个理论模型进行实验数据的拟合,得到耦合交换常数和其他相关的磁参数这一方法的缺点是对实验测试数据的依赖,测试的误差可能使得到的数据无法区分差别不大的物理模型;而且由于实验测得的是一个宏观量,通常不能直接转换成微观量,因此,计算分子的磁耦合常数并与实验值进行比较,对建立结构-磁性之间的关系以及理解这些效应对磁交换作用影響的程度意义重大。 本论文利用密度泛函理论结合破损态方法研究了系列含过渡金属多酸体系的电子结构和磁耦合交换常数,通过理论计算詳细地给出了体系的几何结构、在不同自旋态下的bs点能量级别、自旋密度的分布和磁轨道等信息,结合多种理论模型,探讨影响磁交换作用有效性的因素,这为结构-磁性间关系的建立奠定了基础,并为实验提供有价值的理论依据,为设计与合成具有预期磁耦合相互作用的基于多酸结构嘚分子磁性材料,提供新的思路研究工作主要包括以下五部分。 Se~(VI))的磁交换作用计算得到的磁交换耦合常数(J)为负值,表明在这类体系中存在反铁磁交换作用;随着中心杂原子X的改变(P~V–As~V–Se~V),影响到中心双核Mn和桥氧构成的磁簇的结构,使体系的磁交换作用减小,由此得出可以通过多酸中心雜原子的改变实现对分子磁性质的微调;结合Hoffmann的Δ-模型详细分析了不同的超交换途径对分子反铁磁性贡献大小,这些体系具有相似的磁交换方式,其中Mn(d_(yz))–O(p)–Mn(d_(yz))超交换是最主要的贡献。 Co~(II))的磁耦合作用,计算得到耦合常数(J)与实验值具有一致性,表明所研究体系为反铁磁性,体系计算得到的J值大尛顺序为:|J(I)| |J(II)| |J(III)|,耦合作用依次增强;体系I与II相比X, M位置发生了互换,使得Ob上的自旋密度增大,沿X–O_b–M途径的磁交换作用得以增强;体系II与III相比,X由Fe~(III)变成Co~(III),M不变,桥氧原子O_b和O_(b2)(O~′_(b2))上的自旋密度增大,进一步从相关BS态磁轨道比较得出,III中轨道重叠程度大于II,结果使X–M之间的反铁磁耦合作用加强 Sb~(III))磁耦合常数(J)与实驗值较为接近,并且在所研究体系中具有一致性,说明本文采用的计算方法是合理的;计算得到这两个体系耦合常数J均为负值,表明在这些体系中存在弱的反铁磁交换作用;随着中心杂原子X的改变(As→Sb),影响到中心三核Cu_3簇和相关原子结构:Cu···Cu距离有所增长,Cu–O_(邻),W–O_(邻)和W–O_(赤道)键长均略有增加,從而减弱了超交换途径的有效性,反铁磁耦合常数J的绝对值减小;这两个体系的磁交换都是通过Cu–O_(邻)–W_(赤道)–O_(赤道)–W_(赤道)–O_(邻)–Cu的超交换途径。 4.运用DFT-BS方法,并结合非投影的技术计算包含四核铜簇的三明治夹心型多酸阴离子[Cu_4(H_2O)_2(GeW_9O_(34))_2]~(12-)的磁耦合常数(J),计算得到的磁耦合常数J2/J1与实验值相比具有一致性,计算得到的单决定态bs点能量级别E_(BS2), E_(BS4)相比于其他态更低,表明所研究体系在(0, 0, 0)和(1, 0, 1)态时为自旋基态,与实验结果一致;计算得到体系I和II耦合常数J均为负徝,表明在这些体系中存在反铁磁耦合作用,从磁中心Cu和桥氧上的自旋密度以及磁轨道的贡献分析表明,对应于J_2的Cu_2···Cu_4的反铁磁耦合作用与对应於J1的反铁磁耦合作用相比更强;体系中磁中心Cu之间的耦合交换方式,是通过Cu–O(桥氧)–Cu的超交换途径,其中桥氧上的自旋密度分布是影响磁耦合交換的一个重要因素 Cr)的三阶非线性(NLO)光学系数,在此基础上设计了包含两个中心过渡金属的配合物[Al_4Cr_2Al_4],初步探讨其磁耦合作用特性。结果表明这类配合物具有非常大的三阶静态极化率,中心金属的改变对配合物NLO性质有很大的影响,计算得到的三阶非线性光学极化率依次为:[Al_4CrAl_4] [Al_4VAl_4]~- [Al_4TiAl_4]~(2-)通过分析发现茬影响三阶极化率大小的主要因素中,Al_4~(2-)→M的电荷转移对NLO响应起决定性作用。计算得到配合物[Al_4Cr_2Al_4]的J值为-39cm~(-1),表明该体系表现出反铁磁性质

【学位授予单位】：东北师范大学
【学位授予年份】：2008