李宗翱

鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院（450001）

淺談鋼結(jié)構(gòu)防火處理

李宗翱

鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院（450001）

進(jìn)入21世紀(jì),鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)日益成熟，鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，但是鋼結(jié)構(gòu)的一些硬性缺點(diǎn)嚴(yán)重制約著鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展。這里介紹了鋼結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，探討了不同鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)措施。

鋼結(jié)構(gòu);防火性;處理措施

1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1）鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)是由鋼材經(jīng)過加工制造成各種形狀而形成的。和其他的建筑材料相比，鋼結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn):

質(zhì)量輕，強(qiáng)度高。鋼材的密度雖然比其他建筑材料大，但由于其強(qiáng)度相比混凝土較高，鋼材的強(qiáng)度與密度要比混凝土大許多。以同樣跨度承受同樣荷載的情況下，鋼筋混凝土屋架的質(zhì)量是鋼屋架的3～4倍?；炷恋目估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度，而鋼材的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度相差無幾。這也使得鋼結(jié)構(gòu)在大跨度和承受較大荷載的建筑中得以發(fā)展。

塑性、韌性均好。鋼結(jié)構(gòu)的塑性好:在承受較大荷載的情況下，會(huì)發(fā)生塑性破壞，能夠察覺到一定的變形，而不是發(fā)生突然斷裂。鋼結(jié)構(gòu)韌性好:能較好地適應(yīng)動(dòng)荷載，具有良好的吸能能力、延性和良好的抗震性能。

材質(zhì)均勻，制造簡(jiǎn)單，施工方便。鋼材的材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況與力學(xué)計(jì)算比較吻合。鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)均勻，加工方便，部件都是采用機(jī)械化生產(chǎn)，精度也較高。對(duì)于一些小型的組合構(gòu)件，可以先組裝，再吊裝，極大地縮短工期，避免了高空作業(yè)的危險(xiǎn)。

綠色環(huán)保。生產(chǎn)混凝土?xí)母?，耕地一旦損壞便不可二次利用。鋼結(jié)構(gòu)多采用普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接，有時(shí)也采用焊接，拆裝方便。對(duì)于臨時(shí)性的建筑或是需要拆裝的建筑，可以把鋼結(jié)構(gòu)部件拆卸下來，再次使用。

2）鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

鋼材是一種不會(huì)燃燒的建筑材料,具有抗震、抗彎等特性。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼材既可以相對(duì)增加建筑物的荷載能力，也可以滿足建筑設(shè)計(jì)美感造型的需要，還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲、拉伸的缺陷。鋼材耐熱不耐高溫，隨著溫度的升高，強(qiáng)度和彈性模量下降，伸長(zhǎng)率和線膨脹系數(shù)增大，這體現(xiàn)了鋼材溫度升高時(shí)強(qiáng)度下降，塑性提高。鋼結(jié)構(gòu)通常在600℃左右強(qiáng)度就會(huì)降為零而失去承載能力，發(fā)生很大的形變，導(dǎo)致建筑物崩潰倒塌。一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15 min左右,與建筑物耐火極限標(biāo)準(zhǔn)差距很大，也正是這一缺點(diǎn)制約了鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用和發(fā)展。

2 鋼結(jié)構(gòu)防火處理方法

要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中克服防火方面的不足，必須進(jìn)行防火處理，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā)生形變塌落，其措施是多種多樣的,關(guān)鍵是要根據(jù)不同情況采取不同方法，如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu),降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間等。但無論采取何種方法，其原理是一致的。

3 幾種不同鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)措施

3.1外包層

在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層,可以現(xiàn)澆成型，也可以采用噴涂法。現(xiàn)澆成型的實(shí)體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強(qiáng),以限制收縮裂縫，保證外殼的強(qiáng)度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂漿以形成保護(hù)層，砂漿可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預(yù)制板，采用膠黏劑、釘子、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。

3.2充水(水套)

空心型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護(hù)措施。這種方法能使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中保持較低的溫度，水在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)，吸收材料本身的熱量。受熱的水經(jīng)冷卻后可以進(jìn)行再循環(huán)，或由管道引入涼水來取代受熱的水。

3.3屏蔽

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)件包藏在兩片墻之間的空隙里，只要增加少許耐火材料或不增加即能達(dá)到防火的目的。這是一種最為經(jīng)濟(jì)的防火方法。

3.4 采用防火材料

采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)構(gòu)件，這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點(diǎn)，一般不需要添加輔助設(shè)施，且涂層質(zhì)量輕，還有一定的美觀裝飾作用，是比較先進(jìn)的防火技術(shù)措施。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)以它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各類建筑場(chǎng)合都有非常廣泛的應(yīng)用。由于鋼結(jié)構(gòu)耐火性差的特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)往往都會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)失去完整性，而且穩(wěn)定性急劇下降。因此，必須加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)，提高構(gòu)件耐火極限。使用防火設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是，隔斷火焰與鋼材的能量傳遞,延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)耐火極限,保證人員正常疏散,方便消防人員火災(zāi)撲救,減少鋼結(jié)構(gòu)受損范圍,使后期加固更加方便。

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