浅谈有FM保险要求钢结构厂房项目设计方法
中图分类号：TU391文献标识码： A
1．前言
近些年来，由于自然灾害频发，建筑行业业主的保险意识逐渐提高。尤其是在工业建筑领域，一旦厂房遭受自然灾害发生维护掀翻，房屋倾倒等灾害，造成的损失不仅仅是建筑本身的修复，对应的机械设备损失，建筑内成品、半成品损失乃至停工损失都不是小数目。为了规避自然灾害带来的损失，业主逐渐意识到给工业建筑买保险的必要性。FM保险就是被全世界广泛接受的建筑险种之一。
FM全球公司是世界上最大的工商业保险公司之一，FM全球公司通过其所属的FM认证（FM Approvals）机构向全球的工业及商业产品提供检测及认证服务。FM认证的证书在全球范围内被普遍承认，而且FM全球公司的保险客户也更倾向于使用通过了FM认证的产品，它向消费者表明该产品或服务已经通过美国和国际最高标准的检测。
2．有 FM 要求的项目的几种情况
Factory Mutual是一家专业的工业财产保险公司, 因其的研究较全面和专业，它的标准有时也被其他保险公司或业主采用。有 FM要求的项目会有以下几种情况:
（1）Factory Mutual承保，需满足FM要求。
（2）非Factory Mutual的其他保险公司承保，套用FM的要求。
（3）建设方要求,但并无FM或其他保险公司参与。
本文主要针对第一种情况。第二和第三种情况，由于FM要求的执行和确认方不同,在操作上略有差异。
3．FM要求的内容
Factory Mutual对钢结构建筑的结构设计要求主要有以下几点：
（1）屋面活荷载要最小按 20psf考虑(20psf是对应美国规范的取值）。
（2）特殊的风荷载取值要求（3秒阵风风速)。
（3）特殊的雪荷载取值要求。
（4）金属屋面的抗风升力的特殊计算。
（5）当屋面有采光板时采光板排部的要求。
（6）当屋面采用内天沟排水时要设溢出口。
以上只是FM要求中需要特别注意的, FM还有很多其他很多更全面的要求。有些要求如防火是非常严格的, 只是钢结构设计和材料提供方不需要也无法考虑。还有一些要求非常接近或低于于中国国家规范, 在这里不特别列出了，如雨水强度等等。FM有官方文件详细描述，其要求见FM官方的参考资料。
4．FM项目的设计中的协调
对于有FM要求的钢结构项目，FM公司的确认一般以当地的FM办事处及其主管的咨询工程师为准。
在项目设计开始前应会同FM咨询工程师, 业主和设计院明确所有基本的设计依据, 包括FM要求的一些设计荷载取值。 但要注意有时设计院因对FM不了解会把FM最小20psf活载的要求, 简单地转化为100kg/m2与其他中国规范的荷载一起提出, 这样会对项目的用钢量有很大的影响。 我们应当及时的情设计院将FM的要求与中国规范的荷载区分开来, 也可会同FM咨询工程师澄清这一问题。
应尽早地将FM的确认设计图提供给业主及FM咨询工程师, 并在产品设计前获得FM的确认。 有疑问和争议尽快交流以避免不必要的返工或材料损失。
对于有些FM要求与当地规范有矛盾时, 应及时通知FM咨询工程师并请FM咨询工程师及时与当地规范执行部门解释说明, 原则上只能以当地规范为准。 如采光板的布置要求, FM要求采光板之间间距不小于5m, 而上海消防又要求采光板不少于屋面面积的5-10%, 这两点可能某些屋面的采光板技术上是无法同时满足的。通常标准的3m采光板FM可以接受，但FM会认为有缺陷。
FM对于防火也有很严格的要求, 但是防火的要求和建筑的用途, 生产的产品, 相应的防火设备如喷淋系统有关, 建设单位对于防火不了解也无法负责。 一般应由业主委托有能力的设计单位设计并由FM确认, 所以如对钢结构建筑材料的防火特性有要求,需业主或设计单位明确。 建设单位可以也只能提供各种产品自身的防火能力的数据或材料的详细说明(化学成分及其含量)。
5．Factory Mutual要求的结构设计
对于有FM要求的钢结构项目，必须在设计中考虑与满足,以下介绍其中一些重要特点。
屋面活荷载要最小按20psf考虑。20psf是对应美国规范的取值，故而也只需按美国规范计算满足即可。
根据FM特殊的风荷载取值，并将金属屋面分成中区，边区和角区计算出各区域抗风升力的要求，金属屋面也必须按三个区域的不同要求来设计其具体做法。 并且屋面做法的抗风升力值是必须由FM公司测试并认证的值。钢结构公司巴特勒的三种屋面系统（VSR,BRII,MR-24）共十几种做法已通过FM测试并得到了认证的抗风升力能力值。其中BRII是螺钉板，只要增加螺钉密度即可提高其抗风升力能力，较容易满足FM要求。MR-24是直立缝板抗风升力由屋面板连接件控制，而连接件又只能在屋面板的测向卷边和屋面檩条的交叉点上设置，做法较为复杂MR-24有超过十种的做法已有FM认证的抗风升力能力值。这些做法主要与檩条的间距和厚度，屋面板的宽度和厚度，屋面连接件的规格和有无加强夹有关。设计时应按三个区域的抗风升力要求，选用屋面的具体做法, 这些做法最好是从以上FM认证的做法中选取的，也可是根据这些做法及其抗风升力值类推的。并根据这些做法调整檩条的布置。这些认证过的做法均会列入FM公司的认证手册中,该手册每年更新。
FM认证的做法中，巴特勒的MR-24有一种针对FM的双连接件的节点，可以供设计时参考。这种节点一般不在常规项目中采用。 采用双连接件的节点后，连接件与檩条需要通过扁担式垫板来连接。 垫板的零件号：560746，垫板与连接件的连接采用φ9。5的螺钉（097196）。垫板与连接件的连接参见详图F432，垫板与檩条的连接参见详图F433。 但要注意屋面连接件较密时,单个连接件的抗风升力能力是有折减的,也就是说连接件密度与屋面的抗风升力能力不简单的成正比。双连接件节点的能力只有单连接件的1.5倍不到。
以下是一些一般不推荐的方案，仅对于风荷载特别大，有些现有做法无法满足时不得已而为之
（1）增设高于1m的女儿墙以避免角区，但这会影响立面和增加内天沟。
（2）采用非标准宽度的屋面板以提高抗风升力的能力。
（3）在边区或角区改用打钉屋面板或对非打钉屋面增加额外紧固螺钉,不同屋面板在同一屋面上使用, 节点很难处理, 采用螺钉板或打钉后屋面防水性和整体性会受较大影响。
有FM要求的项目还需要一套特别的设计图纸以供FM公司确认,这套图纸应能明确反映下列内容:
（1）荷载说明, 反映出按FM要求需考虑的各种荷载取值。
（2）一些基本的图纸, 如平面, 钢架立面, 檩条布置和规格, 反映出该项目的基本情况。
（3）屋面分区和各区域屋面做法, 要描述出详细的屋面做法, 包括檩条的信息, 屋面的类型及厚度宽度, 连接件及螺钉的规格, 连接件加强夹的情况,包括采光板的布置。
6．FM项目的详图设计
（1）详图设计时应准确理解结构设计资料, 并准确转化安装图, 特别应注意以下几点:
（2）屋面三个区域的范围和屋面的做法, 在安装图中正确反映给出相应的安装节点和说明。
（3）有采光板的项目, 布置时要保证采光板之间间距不小于5m, 并提供给FM确认。但要注意上海消防对采光板有比率的要求, 不少于屋面面积的5-10%, 这与FM的要求有矛盾, 需协调后确定。
（4）有内天沟的项目, 内天沟中要设置一定数量的溢水口。
7．结语
本文对有FM保险要求的钢结构项目工程设计做了简要概述。要注意FM在设计方面参照的是美国规范（IBC）。对于在国内的项目，结构设计时一方面需要按照国内规范计算一次，同时也要按照美国规范（IBC）依据FM公司提供的荷载信息进行设计。同时，整个项目的构造，如防火，防水的必须严格按照FM公司的要求，产品也用采用FM公司认证后的产品。
