耐火性极限状态
耐火性极限状态主要取决于结构类型，包括承重或非承重构件，以及墙体、柱或门等。规范定义了多种极限状态，最常用的四种类型为 R、E、I、W。
(a) R = 承载力与稳定性，(b) E = 完整性，(c) I = 隔热功能，(d) W = 防火墙
极限状态„R"（承载力与稳定性）
极限状态"R"适用于所有承重结构（包括防火分区内部的结构），尤其是保证建筑稳定性的结构。这些结构在火灾期间必须保持其承载功能。对于极限状态"R"，结构是梁式还是板式并不重要。R 极限状态必须由墙体、柱、梁、屋架、檩条以及加劲板等满足。
极限状态 „E" （完整性）
极限状态"E"适用于所有防火分隔结构的表面。火灾期间，防火分隔结构不得出现裂缝，以防止火焰穿过或热气体渗入另一防火分区。防火完整性应由分隔防火分区的防火墙和楼板、其他防火隔断或吊顶（其后可能有工艺管道等），以及防火封堵（如门）在适当情况下满足。
极限状态 „I"（隔热功能）
极限状态"I"适用于防火分隔结构的表面，旨在防止背火侧空间过度升温。背火侧表面或邻近材料不得燃烧。隔热能力应特别由固体内嵌平面结构（如防火分区之间的防火墙和楼板）满足。这意味着这些主要是内部构件，结构两侧均可能发生火灾，且背火侧人员可能面临危险。通向受保护疏散通道的防火封堵也必须符合极限状态"I"。
极限状态"W"（热辐射限制）
热辐射限制适用于防火分隔结构的表面，与"I"类似，但要求较低。极限状态"W"不能防止温度升高，仅在一定程度上限制从背火侧辐射的热通量。 然而，该辐射热通量不得导致火灾蔓延或危及在该结构附近疏散的人员，因此限制为 15 kW/m²。
耐火时间
耐火时间定义为结构必须抵抗火灾影响或满足所要求的极限状态（或多个极限状态）的时间段，以分钟为单位。基本分类时间段设定为 15、30、45、60、90、120 和 180 分钟。
耐火验算中的荷载
根据欧洲规范，可简化地将火灾期间的极端荷载视为 承载能力极限状态荷载组合的 70%。
耐火验算方法
设计方法因计算方法、精度和复杂程度而异。在分析关键构件时，可使用表格法，这是最保守的方法。
若规范校核结果不满足要求，可采用更精确的方法，如等温线 500 法或所谓的分区法。在对部分结构甚至整体结构进行分析时，可使用热传导、对流或辐射等数值模拟方法。
表格法的基本假设
- 所有数值主要适用于硅质骨料（对火灾影响最敏感）
- 对于石灰石骨料，所需最小截面尺寸可减少 10%
- 混凝土含水率必须低于 3%，否则存在爆裂风险
- 混凝土钢筋的临界温度为 500 °C
- 预应力钢筋的临界温度为 400 °C（钢筋）或 350 °C（钢束和钢丝）
- 钢筋距表面的轴距必须小于 70 mm，否则须考虑表面钢筋
- 对于多层钢筋，应计算距边缘的平均轴距，且任意层的最小轴距至少应满足 R30 准则
- 可在表格数值之间进行线性插值
- 表格中给出的数值为最小值，同时还须遵守欧洲规范的设计原则
柱
柱通常采用方法 A 或方法 B 进行规范校核，选择哪种方法完全取决于工程师的判断。该规范校核适用于主要承受法向压力的柱以及有支撑结构。
方法 A
- 最大计算长度不超过 3 m。
- 顶层的计算长度等于 0.7*L，每增加一层为 0.5*L。
- 初始缺陷小于截面高度的 15%。
- 最大钢筋面积小于混凝土截面面积的 4%。
方法 B
- 该方法仅适用于有支撑结构。
- 柱的计算长度可超过 3 米。
梁
梁构件的规范校核仅适用于矩形、T 形或 I 形截面。下一步需区分简支梁或连续梁。
板
与梁构件类似，需在简支板或连续板之间进行选择。另一方面需区分由墙体或柱形成的支撑。
a) 单向板，b) 双向板，c) 连续板 - 墙体支撑，d) 连续板 - 柱支撑
墙
- 高度与厚度之比必须小于 40
- 耐火等级 EI – 完整性和隔热功能，非承重
- 耐火等级 REI – 完整性和隔热功能，承重
总结
在对结构进行耐火规范校核时，表格法最为常用，工程师可以非常快速地得到通过/不通过的结果。等温线 500 法或分区法等更高级的方法也被频繁使用。当柱、梁、墙或板等关键构件在表格法中不满足要求时，则采用高级方法。热传导、对流或辐射等数值模拟方法主要应用于学术领域。IDEA StatiCa RCS 包含上述表格法。IDEA StatiCa 的研发工作正将分析从表格法推进至数值方法层面。因此，您可以期待在不久的将来，IDEA StatiCa Member 中将实现非稳态热传导分析。
