建筑鋼結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)防火

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1 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點及發(fā)展空間

我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與國外發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距，這些差距將使我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)存在著較大的發(fā)展空間。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，按每年遞增7~9%速度發(fā)展，中國目前鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)年產(chǎn)量600~700萬噸（包括工程建設(shè)和鋼結(jié)構(gòu)制品）的能力將迅速擴(kuò)大，按發(fā)達(dá)國家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占總鋼材產(chǎn)量10%計算，中國鋼結(jié)構(gòu)的年產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到1700～2000萬噸。

基于以上來看，鋼結(jié)構(gòu)必然隨著社會的發(fā)展，以其可靠得性能，日益完善得工廠化程度而被廣泛的推廣。

2鋼結(jié)構(gòu)建筑的缺點

鋼結(jié)構(gòu)具有耐腐蝕性能差和防火性差的缺點。

腐蝕問題可以通過涂刷高性能防護(hù)漆、定期得維護(hù)和研制提高鋼材本身防腐蝕性強(qiáng)的耐侯鋼來解決。

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，伸長率和線膨脹系數(shù)增大。這體現(xiàn)了鋼材溫度升高時強(qiáng)度下降塑性提高。鋼結(jié)構(gòu)通常在600℃溫度左右強(qiáng)度就會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分鐘左右，與建筑物耐火極限標(biāo)準(zhǔn)差距很大，也正是這一缺點制約了鋼結(jié)構(gòu)的運用和發(fā)展。在我們?nèi)粘Ｉ钪校捎诟鞣N自然原因和人為原因，火宅時有發(fā)生，并造成很大的災(zāi)難。為了保證國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展和人們得生命財產(chǎn)安全，防止火災(zāi)發(fā)生具有十分重大的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。

3 鋼結(jié)構(gòu)的防火處理方法

火災(zāi)的發(fā)生機(jī)理非常復(fù)雜，單體建筑的防火設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，一般分為防止起火及火勢擴(kuò)大系統(tǒng)、防煙與安全疏散系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)耐火設(shè)計系統(tǒng)等。鋼結(jié)構(gòu)防火屬于結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計部分。由于個系統(tǒng)具有統(tǒng)一性，鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計必須放在整個建筑防火系統(tǒng)中加以考慮。目前我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》對建筑物得耐火等級及相應(yīng)構(gòu)件的耐火等級做了具體的規(guī)定。我們在做鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計時，只要鋼構(gòu)件的耐火極限大于規(guī)范要求的耐火極限。

目前我國廣泛采用的鋼構(gòu)件防火措施主要有防火涂料法和構(gòu)造防火兩種類型。構(gòu)造防火方法主要是發(fā)泡防火漆法和外包防火層等方法。對于外露的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如樓梯等多用涂料和漆料，采用10～40mm厚的涂料，耐火極限可達(dá)1.5～3h，而發(fā)泡漆的耐火時間一般為0.5h。對隱藏的構(gòu)件，珍珠巖防火噴涂或采用防火板是經(jīng)濟(jì)有效的方法，30～40mm厚的噴涂可實現(xiàn)1.5h的耐火極限，并兼有一定的防腐能力。暴露鋼構(gòu)件一般采用耐腐蝕涂料或油漆防腐，由底漆和面漆組成。目前防腐涂料的有效期為10～20年，所以要定期重新涂刷。鍍鋅壓型鋼板本身具有一定的防腐能力，在用于樓蓋時可借助于防火涂料解決防腐問題，但用于屋面和外墻面時還要涂以有機(jī)涂料，增加其耐久年限。

3．1 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料法

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料法就是在鋼結(jié)構(gòu)上噴涂防火涂料以提高其耐火極限。目前，我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要分為薄涂型和厚涂型兩類，即薄型（Ｂ類，包括超薄型）和厚型（Ｈ類）。薄型涂層厚度在7mm以下，在火災(zāi)時能吸熱膨脹發(fā)泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用。其主要優(yōu)點是：涂層薄，對鋼結(jié)構(gòu)負(fù)荷輕，裝飾性較好，對小面積復(fù)雜形狀的鋼結(jié)構(gòu)表面的工比厚型要容易；厚型涂層厚度為8-50mm，涂層受熱不發(fā)泡，依靠其較低的導(dǎo)熱率來延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用。兩者具有不同的性能特點，分別適用于不同場合，但是，無論那種產(chǎn)品均應(yīng)通過國家檢測機(jī)構(gòu)檢測合格，方可選用。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的按以下規(guī)則選用：

室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定耐火極限在1。5h及以下時，宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定其耐火極限在1。5h以上時，應(yīng)選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

露天鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用適合室外用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，用于保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料應(yīng)不含石棉，不用苯類溶劑，在施工干燥后應(yīng)沒有刺激性氣味；不腐蝕鋼材，在預(yù)定的使用期內(nèi)須保持其性能。

確定鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度的原則:

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的涂層厚度，可按下列原則之一確定：

按照有關(guān)規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)不同構(gòu)件耐火極限的要求，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐火實驗數(shù)據(jù)選定相應(yīng)的涂層厚度。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗數(shù)據(jù)，按照計算方法確定涂層的厚度。

3．2 發(fā)泡防火漆法

防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相比，在物理性能方面基本一樣，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃燒，遇火時，能推遲火焰延燒到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。據(jù)試驗：將一般油漆與防火漆分別涂在木板上，干燥后，用同樣的火焰烘烤，涂一般油漆的木板，不到２分鐘就和油漆一道焦灼；而涂非膨脹惰氣型防火漆的木板，２分鐘后僅出現(xiàn)陰燃現(xiàn)象，靜置３０秒后立即熄滅；涂膨脹惰氣型防火漆的木板，即使烘烤１５分鐘，連陰燃現(xiàn)象也未出現(xiàn)。由此可見，用防火漆涂于物體表面，一旦發(fā)生火災(zāi)，的確能在定時間里阻止火勢蔓延，保護(hù)物體表面，從而為滅火戰(zhàn)斗取寶貴的時間。

鋼結(jié)構(gòu)防火漆施工工藝：

A、將鋼結(jié)構(gòu)表面除銹后，刷涂一層鐵紅或紅丹底漆，底層完全干燥后方可進(jìn)行下一工序。B、使用前將涂料攪拌均勻，基材表面清除干凈，無油污、無塵土。C、采用刷涂或噴涂，涂膜均勻，若涂料過稠可用專用稀料稀釋。間隔6小時后刷第二遍，濕涂覆量≥500g/平方米。D、涂料未用完，須將桶蓋重新封嚴(yán)。

鋼結(jié)構(gòu)防火漆施工注意事項：

A、涂料所用溶劑為揮發(fā)性易燃物，施工時注意通風(fēng)，嚴(yán)禁火種并采取必要的消防措施；B、涂料未實干前，禁止與水接觸。

3．3 外包防火層法

外包防火層法就是在鋼結(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?，F(xiàn)澆成型的實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，并保證外殼的強(qiáng)度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場對鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂泵以形成保護(hù)層，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時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，采用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。

外包防火層法通常應(yīng)用于鋼柱，其做法有：金屬網(wǎng)抹50#砂漿保護(hù)，厚度為8mm，耐火極限達(dá)到0.8h；用加氣混凝土作保護(hù)層，厚度為40mm時耐火極限為1.0h，當(dāng)厚度為80mm時，耐火極限能夠達(dá)到2.33h；用200#混凝土作保護(hù)層，保護(hù)層厚度為100mm時耐火極限能夠達(dá)到2.85h；用普通粘土磚作保護(hù)層，厚度為120mm時耐火極限能夠達(dá)到2.85h；用陶?；炷磷鞅Ｗo(hù)層，保護(hù)層厚度為80mm時耐火極限能夠達(dá)到3.0h。隨著技術(shù)發(fā)展，用防火板作保護(hù)層技術(shù)越來越完善，應(yīng)用越來越廣。防火板鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)主要用于耐火等級為一、二級的建筑物的鋼柱、梁、樓板和屋頂承重構(gòu)件，設(shè)備的承重鋼框架、支架、裙座等鋼構(gòu)件進(jìn)行包覆和屏蔽，以阻隔火焰和熱量，降低鋼結(jié)構(gòu)的升溫速率，將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限由0．25h提升到設(shè)計規(guī)范規(guī)定的耐火極限。其安裝方法可采用粘結(jié)劑或鋼件(如鐵釘、鐵箍)固定在鋼構(gòu)件上，在做包覆保護(hù)之前鋼構(gòu)件應(yīng)先作防銹去污處理，并涂刷防銹漆。

總結(jié)：鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用越來越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)耐火極限低，一旦發(fā)生火宅，防火處理不到位，以鋼結(jié)構(gòu)為主要承重構(gòu)件的建筑物就會像一堆爛泥一樣坍塌下來，給人民生命財產(chǎn)將造成不可估量的損失。目前的鋼結(jié)構(gòu)防火處理方法基本能滿足規(guī)范規(guī)定耐火時限要求，但是新的防火方法還有待于研究。