专科实习报告

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院专科实习报告题 目： 钢结构建筑的防火保护 姓 名： 李伟青 学号： 057D 学习中心： 吴 江 专业： 建筑工程技术 2016 年 10 月中文摘要随着国民经济与钢产量的提高，钢结构已经被广泛应用于各类大跨度、多层和高层建筑中。钢结构具有自重轻、强度高，抗震性能好、施工速度快，是一种可持续发展的结构形式。但是，与混凝土结构相比，其最大缺点是耐火性能差。所以本文介绍了钢结构防火的重要性，我国目前在钢结构防火涂料防火检测方面存在的问题及防火保护措施。关键词：钢结构，耐火性能，防火涂料，防火保护目录序言1一、钢结构防火的重要性1二、我国钢结构建筑当前在防火保护中的发展现状2三、钢结构建筑在防火保护中的发展瓶颈3 （一）钢结构建筑材料在耐高温抗灾性反面有待提高3 （二）钢结构建筑的防火涂料设置的缺乏3 （三）钢结构建筑防火保护监测手段的不足3四、钢结构防火涂料防火检测方面存在的问题4五、钢结构建筑的火灾危险性5 （一）耐火性能差5 （二）跨度大、空间大，火灾蔓延迅速5 （三）整体连接性强，易变形倒塌5六、钢结构的防火保护措施6 （一）水喷淋法6 （二）截流法6 （三）疏导法7七、钢结构建筑防火技术应用方案战8 （一）钢结构建筑材料在耐高温抗灾性反面有待提高8 （二）开发高温耐热的特种钢建筑材料8 （三）在钢结构建筑材料中通水冷却保护8 （四）在钢结构中进行防火涂料的屏蔽保护8八、探析我国钢结构建筑防火保护的发展前景9结束语10参考文献11中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院专科实习报告序 言近年来，随着市场经济的发展和建筑市场的日益繁荣，钢结构体系因为具有强度高、自重轻、性能稳定、韧性好、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势而且适合于批量生产，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势，使得钢铁成了最佳建筑用结构材料。但钢的耐火性能差，受热后强度下降很快，必然会遗留下先天性火灾隐患，危害人们的生命财产安全。所以，必须对钢结构做防火处理。一、钢结构防火的重要性1、近年来，我国经济有了突飞猛进的发展，随着经济的发展带来了建筑业的空前繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。钢结构与其他结构相比,具有综合造价低、抗震性能好、施工工期短、增加使用面积、质量好、节能环保等优势。所以，建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、桥梁、住宅、仓库、奥运场馆、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构。钢结构本身具备自重轻，强度高，抗震性能好，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。钢结构的快速发展，在我国取得了不少成就。但钢结构耐火性能低，很多钢结构的建筑都由于火灾而造成了巨大的损失。 1967年美国蒙哥马利市某饭店发生火灾，钢结构屋顶被烧塌。1970年美国纽约第一贸易办公大楼(50层)发生火灾，楼盖钢梁被烧扭曲IOcm左右。1990年英国一幢多层钢结构建筑在施工阶段发生火灾，造成钢梁、钢柱和楼盖钢桁架的严重破坏。1993年，福建省泉州市一座钢结构冷库发生火灾，造成3600平方米的库房倒塌。1996年江苏省昆山市一轻钢结构厂房发生火灾，4320平方米的厂房烧塌。1998年北京市某钢结构家具城发生火灾，造成该建筑整体倒塌。2001年发生在美国的“9.11事件”中纽约世贸中心两座110层4llm高的大楼因飞机猛烈撞击后而起火最终倒塌。2003 年4 月5 日，青岛正大有限公司钢结构的熟食品加工车间发生火灾，由于火灾初起处置不当、疏散不力，当班员工盲目逃生，致使21 人被当场烧死。从以上的火灾案例可以看出，火灾对钢结构的危害是巨大的。所以对钢结构建筑进行防火保护是十分重要的。二、我国钢结构建筑当前在防火保护中的发展现状1、钢结构建筑在现代空间结构发展中越来越得到了广泛的应用。钢结构建筑不同于传统的钢筋混凝土建筑、砌体建筑、木结构建筑。钢结构建筑一般是由型钢、钢管、钢板等钢制材料组成，在此基础上由钢梁、钢柱、钢架等具体的钢制构件组成钢结构建筑。随着科学技术的进步和人们生活水平的日益提高，对于建筑的要求也越来越高。人性化和个性化的钢结构建筑成在建筑市场中具有广阔的发展前景。钢结构建筑预工程化程度高，建设成本低，大大缩短了工期。与此同时，钢结构建筑材料组织均匀，质体同性度相近，在强度和弹性上远远高于砖石、木材、混凝土等建筑，可以满足同时满足高度和跨度的要求。在构建资源节约型环保型社会的新形势下，钢结构建筑材料可以循环使用，同时在房屋的保温隔热方面都大大超出了砖混凝土结构的建筑。钢结构建筑由于自身在建筑材料的优势，其发展空间和发展速度都在不断发生着深刻的变化。三、钢结构建筑在防火保护中的发展瓶颈（一）钢结构建筑材料在耐高温抗灾性反面有待提高我国钢结构建筑材料在抗高温方面虽然取得了一些进步，但是同国外钢结构建筑相比较而言，大部分技术仍是引进国外的抗火灾技术。相关的抗火灾材料由于技术的缺陷，在耐高温高热方面还处于发展升级之中。难以应对大型火灾的高温持久的侵蚀，容易造成坍塌损毁等情况。（二）钢结构建筑的防火涂料设置的缺乏与此同时，我国钢结构建筑在防火涂料技术上还有待改进，在制作规模和制作工艺流程等方面还需要向着稳定化、规范化、科学化、标准化的方向不断升级提高。科学合理的设计防火涂料的层次和厚度，严格计算防火涂料在抗火灾中的持续时间以及相关的规格。（三）钢结构建筑防火保护监测手段的不足我国钢结构建筑防火保护中缺少科学的保养措施和检测预防手段。虽然钢结构建筑在防火保护涂料和相关的材料升级上发展很快，但是在预防和养护检测手段上与实际发展并不同步，在现代化的检测手段和仪器的使用上还处于停滞状态。四、钢结构防火涂料防火检测方面存在的问题要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足,必须进行防火保护处理,到目前为止,采用防火涂料进行钢结构防火保护的方法仍被业内人士认为是最有效的措施之一,钢结构防火涂料在90%的钢结构工程中发挥着重要的防火作用。但是钢结构防火涂料在防火检测方面却存在许多问题。1、钢结构防火涂料作为一类功能性涂料,其性能主要由理化和耐火两方面组成,现行的防火检测方法还存在一定的问题。如国内现行规范对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告,实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板所要求的耐火极限各不相同,并且防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同,对基材的保护作用也不同,因此对钢板钢柱采用何种厚度的防火涂料进行保护,目前从理论上或是实际工程中都缺乏相应的研究。2、耐火极限检验中使用的基材是Q235的标准36b或40b热轧普通钢梁,而实际工程中,钢构件的截面尺寸各种各样。同种防火涂料在具有不同截面系数的钢构件上耐火性能的差异较大。检验报告中描述的钢梁与实际工程中的构件并无完全对应关系,实际使用的钢构件和实际标准钢梁间应如何进行换算,如何确定实际使用钢构件的涂层厚度,国家尚无规定。3、我国现有方法检测防火涂料耐火极限需要较多的原材料、较大的钢构件和较大的设备,无法用人工的办法加快涂后工件的养护,也无法在较短的时间得出可以参考的结果,这就给许多假冒伪劣产品有了可乘之机。4、防火涂料工程中常出现试验涂料与现场涂料不符的情况,造成防火涂料工程质量难以控制的局面。虽然北京现已颁布了对于钢结构防火涂料进行质量控制的地方标准DBJ 01-616-2004建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规程,其中也仅提出现场检测涂层厚度的要求等,防火涂料厚度并不能完全反应涂料的防火保护效果,因此即便是进行了现场的涂料厚度检测,也不能杜绝使用假涂料或以次充好的现象发生。5、由于现有方法检测钢结构防火涂料耐火性能需要较多的财力、物力,且检测周期长,这给质量监督工作带来诸多不便,使实际工程中存在很多隐患。五、钢结构建筑的火灾危险性（一）耐火性能差钢材本身不燃烧，却不耐高温，其机械性能如屈服点、弹性模量、抗压强度、荷载能力等均会应温度的升高而急剧下降，当钢构件温度达到350、5000、600摄氏度时。强度分别下降. 13、12、23。据理论计算，全负荷钢构失去静态平衡稳定性的临界温度为540摄氏度。而且钢构件由单一材料组成，导热系数大(是混凝土的40倍)，在高温作用下，热量会迅速传导至内部，温升快，科学实验和火灾实例均表明，裸露钢构的耐火时间仅15分钟，不如普通木柱的耐火时间。（二）跨度大、空间大，火灾蔓延迅速跨度大、空间大是钢结构建筑的显著特点，而且大部分钢结构建筑无明显有效的防火分隔，门窗多，内部空气流通好，可燃物料多，一旦发生火灾，热辐射强，烟雾浓，燃烧猛烈，在强大热气流的作用下，火势迅速向垂直、水平方向蔓延，形成大面积火灾。 （三）整体连接性强，易变形倒塌钢结构作为承重构件，在火灾状态下，遇高温受热膨胀，强度降低，再遇冷水急剧收缩，脆性增强，极易失去支撑作用。由于钢结构整体连接性强，只要局部遭到破坏，就能形成建筑物的整体坍塌和毁灭六、钢结构的防火保护措施建筑钢结构的防火保护措施按照其防火行为来分主要分为主动防火和被动防火。主动防火主要是指水喷淋法以及消防员的灭火行为，即主动地控制建筑发生火灾的趋势。被动防火即不包括灭火行为采取其他形式提高钢结构的耐火极限的一种防火保护方法。从热量传输原理上来说，钢结构防火保护措施可以分为截流法和疏导法。1、水喷淋法水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网，火灾时，自动启动(或手动)开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。2、截流法在构件的表面设置一层保护材料，截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。由于选用的材料导热系数小而热容量大，可以很好地阻滞热流向构件的传输，从而起到保护作用,包括喷涂法、屏蔽法和包封法等方法。（1）喷涂法。用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。喷涂法是一种最简单、最经济、最有效的做法，其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件，也是钢结构厂房中最常采用的防火处理方法之一。（2）屏蔽法。把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁、钢屋架下作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐火能力，而且这种方法还能增加室内的美观，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严密，防止窜火。（3）包封法。在钢结构表面做耐火保护层，将构件包封起来，其具体做法有：用现浇混凝土作耐火保护层，用砂浆或灰胶泥作耐火保护层，用矿物纤维作耐火保护层，用轻质预制板作耐火保护层。3、疏导法疏导法是先将热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。疏导法目前主要是充水冷却保护这一种方法，水冷却法是在空心钢柱内充满水，高温时，构件把外界环境中吸收的热量传给水，依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走，构件的温度可维持在100左右。如美国的堪萨斯州银行大厦和匹兹堡钢铁公司大厦，采用的就是水冷却进行防火保护。冷却方法对于钢管柱的结构体系来说是一种非常有效的防火方法。但为了防止钢结构生锈，须在水中放入专门的防绣外加剂，冬天还须加入防冻剂而且由于对结构设计有专门的要求，所以目前实际上已很少使用。七、钢结构建筑防火技术应用方案战略（一）钢结构建筑材料在耐高温抗灾性反面有待提高不断增加防火保护层，尤其是外防火保护层在钢结构材料的外表可以采用现浇成型或者是喷涂法添加外包层，通过现浇成型加强钢丝等钢制材料的韧性，从而达到限制收缩裂缝的效果，进一步增强钢结构建筑外壳的强度。通过喷涂法在施工现场对钢结构表面进行砂泵处理，使钢结构建筑材料在外表层形成新的保护层。也可以利用玻璃棉毡、防火包装等柔软棉质的性价比较高的卷材料粘贴在钢材料的表面。通过加强钢材料的外层保护提高其防火抗灾的能力。（二）开发高温耐热的特种钢建筑材料开发高温耐热的特种钢建筑材料，主要是通过化学方法改变其性质，提高钢材料的耐火性和抗高温的效果。开发高温耐热的特种钢建筑材料，在钢材料冶炼烧制的过称中，通过增加稀有的化学元素成分，采用新型的冶炼技术和工艺，从而提高钢材料的高温软化点，增强钢材料的高温承载能力。特别是当遇到火灾等情况时，通过设置自动探测灭火系统在早期发现火情，从而使水喷淋浴系统能够有效快速的响应，避免钢结构的软化以及在火灾中建筑结构的损毁。（三）在钢结构建筑材料中通水冷却保护通过利用热容式的吸热原理，将钢材料的空心截面那端注入水，通过与顶部的水箱设备连接形成完整的冷却系统。当有火情等出现时，在钢柱内的水因为受热形成水汽而不断上升，水箱下面的冷水流产生水循环将火情产生的部分热量带走，保证钢柱等材料不会因为火情的扩大升温，造成更加严重的灾害。（四）在钢结构中进行防火涂料的屏蔽保护为了达到钢结构建筑防火的目的，可以将钢结构材料屏蔽于两面墙之间，同时在钢结构建筑中进行防火涂料的添加，从而达到防火的目的与效果。与此同时，还可以通过技术升级，对防火涂料进行研究改进，增强防火涂料的隔热性能。在钢结构建筑中进行防火涂料的保护设置，必须要使用经济合理、环保性能佳、抗黏性和抗裂性强的防火涂料。同时防火涂料在火灾中不容易产生有害气体，不会危害到人类的生命健康安全。所以防火涂料不开裂、不脱落是在钢结构建筑中涂料涂抹中防患火灾的重要要求。八、探析我国钢结构建筑防火保护的发展前景我国是钢产量大国，钢性结构建筑随着科学技术的发展在人类生产生活中得到了广泛的发展与应用。而且钢结构建筑的防火涂料向着节能、低污染、高性能化的专业化发展，使得钢结构建筑也向着高质量、低耗能等方面不断升级。同时，结合我国当前钢结构建筑发展的现状以及国际钢结构建筑的应用。未来我国钢结构建筑保护涂料的发展将朝着预制化方向不断发展。预制化的防火板以及防火材料和涂料将在钢结构建筑中广泛的使用。防火涂料或者防火材料的功能更加多样化、明确化，同时在火灾前后发挥更大的功能作用。在制作工艺和质量检测方面也会随着科技进步和专业升级有效的对钢结构建筑工程进行控制管理，提高钢结构建筑的耐火性和抗灾性能，更好的满足广大消费者的需求。九、 结 论通过对钢结构建筑的防火保护措施的相关研究，我们可以发现，在当前各种条件下，钢结构建筑防火保护的问题是多方面的，有关人员应该从其客观实际情况出发，充分利用优势因素，制定最为符合实际的防火保护应对措施。钢结构建筑在实际生活中应用广泛，使用类型也很多。文中说明了钢结构建筑防火的重要性、防火涂料进行防火检测时存在的主要问题及一些常用的防火保护措施。（1）建筑的防火是一个重要问题。由于钢材在高温下强度的退化,裸露钢结构构件在火灾下温度升高迅速等原因,使得钢结构建筑的防火问题相对于钢筋混凝土结构更为突出。（2）大量的火灾案例说明,火灾下无保护钢结构建筑的耐火时间很短,仅为1020分钟。钢结构耐火性能差,这就要求必须加强钢结构的防火保护措施。（3）钢结构的防火保护措施从原理上说可分为三种:水喷淋法、疏导法和截流法。疏导法目前仅有水冷却法;截流法又分喷涂法、屏蔽法和包封法。（4）截流法中又以喷涂法和防火板包封法在工程上得到较多的应用。在我国,喷涂法技术比防火板包封法更为成熟,也更经济。随着我国经济的发展,防火板包封法的应用将极具前途。参考文献(1) 陈长坤、张冬、