建筑钢结构耐火性能的改善(doc6)

1、.：.；建筑钢构造耐火性能的改善张 军马鞍山市公安局花山分局消防科，安徽 马鞍山 243000摘 要：钢构造作为建筑构造的一种方式，在建筑业中得到广泛运用。本文分析了建筑钢构造耐火性能较差的缘由，指出对建筑钢构造必需进展一定的防火处置。最后引见了几种改善钢构造耐火性能的改善方法。关键词：钢构造；耐火性能；防火设计中图分类号： 文献标识码：Improvements of fire-resistant capability of steel structure in buildingZHANG Jun Fire Fighting Section ,Maanshan Public Safety Bu

2、reau Huashan Branch, Maanshan 243000,ChinaAbstract：As one kind of structure, steel structure is widely used in architecture and building industry. Reasons why steel structure is relatively poor are analyzed in this paper, disposal must be done to steel structure in building. In the end, several meth

3、ods that can improve fire-resistant capability of steel structure are introduced.Key words：steel structure；fire-resistant capability；fire resistant design 前言钢构造具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工进度快、构造占用面积少、工业化程度高等一系列优点，它与混凝土构造相比，环保且更有利于建筑产业化的开展。因此高层、超高层建筑和一些有特殊要求的工业与民用建筑采用钢构造的较多。目前，我国是世界钢产量第一的国家，有关部门正在研讨进一步在房屋建筑中扩展

4、钢构造的运用范围。但从防火角度看，钢构造虽然是不熄灭体，但很不耐火。由于混凝土资料价钱低廉，可塑性好，耐火性能好，维护保养费低等优点，目前钢筋混凝土构造依然是住宅建筑中运用最广的构造资料。因此提高钢构造的耐火性能是推行钢构造建筑的关键。只需提高钢构造的防火性能才干充分发扬钢构造节能建筑的优势。1钢构造耐火性能分析1.1火灾情况下钢材主要性能的变化钢构造最致命的弱点是钢的耐火性能非常差，钢的内部晶体组织对温度非常敏感，温度升高或者降低都会使钢材性能发生变化，钢构造通常在450650时就会失去承载才干，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因变形过大而不能继续运用。图1、图2、图3为钢材的机械性

5、能与温度的关系曲线。从曲线可以看出，总的趋势是随着温度的升高，钢材的强度降低,变形增大。在200以内，钢材性能没有很大变化：430540之间强度急剧下降；600时强度很低不能承当荷载，此外在250附近有兰脆景象，约260320时有徐变景象。兰脆景象指温度在250左右的区间内，抗拉强度部分性提高，屈服强度有所上升，强度提高而塑性降低，资料有转脆景象。徐变景象指在260320的区间内，在应力继续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形的景象。结合200以内资料性能无大变化的性能看，构造外表所受辐射温度应不超越200，目前钢构造行业规定这个温度以150为宜，超越这一温度就应该采取防火隔热维护。1.2

6、钢材耐火极限钢虽然为不熄灭资料，但却是热的良导体，一旦遇到高温火焰其支撑力便会在一定时间内遭到破坏。根据钢构件耐火实验得到的钢构件耐火极限为：式中：t 耐火极限，min；Ts钢构件温度，；F/V构件的截面系数，等于单位长度构件的受火面积与其体积的比值，m-1。实验阐明，常用钢构造构件的耐火极限只需1530min。阐明未覆盖耐火维护层的钢构件的耐火极限间隔 防火规范的要求间隔 很大，根本不能满足火灾情况下对建筑防火的要求，必需对普通钢构件覆盖耐火维护层。其运用的实践效果曾经得到多起火灾的检验。如某石化企业80万吨/年重油催化裂化安装冷换框架二层平台上的一个卧式柴油中间罐封油罐因管线法兰处的石棉垫

7、片存在裂纹，呵斥柴油从法兰处泄露，滴落到平台下方未保温的高温蒸汽管线，引起柴油自燃而起火，火灾中由于柴油罐受热后发生油品外溢，迅速在框架平台的一层和二层构成较大范围的流淌火灾。由于该安装按照防火技术规范，对安装框架平台的承重钢构造覆盖了厚型无机防火涂料，因此在火灾延续40min内，未发生框架承重钢构件的明显的受热变形，坚持了良好的耐火性和承重性,而未进展耐火维护的平台钢板和非承重钢支架，那么发生了受热扭曲变形。我国现行建筑设计防火规范用耐火极限作为建筑物构件熄灭性能的断定规范，从规范中可以看出未加维护的钢梁、钢柱、钢制屋顶承重构造的耐火极限为0.25h，要抑制钢构造资料在实践运用中防火性能方面

8、的缺乏，必需对其进展必要的防火处置，以到达规范对相应的运用性质和建筑规模建筑的耐火等级要求。美国9.11恐惧事件阐明，钢构造不耐火，是世贸中心坍塌、人员大量伤亡的重要缘由。美国防火规范对建筑物的抗火才干(耐火等级)的分级为3小时、2小时两级，对承重墙和支承多层的柱、主梁等承重构件规定其耐火极限为4小时；日本的防火规范要求低些，其相应构件的耐火极限为23小时；我国的规定高层民用建筑构造的耐火极限，大致与美、日类似，但略低于美国的规定，如一级耐火等级建筑的防火墙、柱和承重墙、楼梯间墙及梁的耐火极限为3小时和2小时，没有4小时的规定。如何提高钢构造的耐火极限是我们面临的课题。2提高钢构造耐火性能的途

9、径钢构造耐火极限低，防火维护层易被破坏，决议了钢构造建筑必需注重防火问题，鉴于此，应采取相应有效的消防平安措施。钢构造建筑防火维护方法要提高钢构造防火性能，就要阻隔火灾热量向钢材的传送，以延缓钢材温升的速度，推迟钢构件到达破坏时的临界温度的时间。2.1积极运用建筑耐火钢改革钢构造的资料组份，使其具有特定的成分、外表构造和微观组织，加强其耐火抗高温的性能，是提高钢构造建筑消防平安系数的治本措施之一。2.2实施钢构造防火维护对钢构造可采取混凝土包覆维护、外砌粘土砖维护、防火包覆维护和防火涂料喷涂维护等措施，以提高钢构造的耐火极限。对于空心钢柱也可采取在柱内灌注防冻防腐液、循环冷却液体或填充水泥的方

10、法进展维护。在实施钢构造防火维护措施的施工中，必需维护到位，不留盲区，保证质量。外包层法即采用防火资料将钢构件包裹起来，是提高钢构件耐火性能最常用的方法：(1)在钢构件周围浇抹混凝土或砌筑耐火砖。采用混凝土或耐火砖将钢构件(梁、柱)完全封锁起来。 (2)采用轻质防火板材作为防火外包层。采用纤维加强水泥板(如TK板、FC板)、石膏板、硅酸钙板、蛭石板等非燃资料的防火板将钢构件包裹起来。(3)喷涂钢构造防火涂料。将钢构造防火涂料施涂于钢构造外表，构成耐火隔热维护层。钢构造防火涂料根据高温下涂层变化情况分膨胀型和非膨胀型两大系列。膨胀型防火涂料，又称超薄型防火涂料，厚度普通为1mm3mm，其基料为有

11、机树脂，阻燃体系为聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺。遇火会自发膨胀，构成比原涂层厚度大十几倍到数十倍的多孔碳质层，用于钢构造防火,耐火极限可达0.5h1.5h；非膨胀型防火涂料，又称厚涂型防火涂料，厚度普通在7mm50mm，其主要成份为无机绝热资料，遇火不膨胀，本身具有良好的隔热性，与厚度对应的耐火极限可达0.5h3h。(4)放射无机纤维防火护层资料，无机纤维资料具有低密度、高热容、低导热的突出特点，并有很好的附着力，在高温火场中，厚度没有明显的变化，护层不熔化、不零落，可以使被维护构件到达5小时以上的耐火极限，尤其适用于耐火极限要求比较高的高层钢机构的防火维护。近几年我国钢构造建筑开展迅速，其防

12、火维护方法绝大多数采用喷涂防火涂料的方法。此外，国际上少数钢构造建筑采用水冷却进展钢构造防火维护。这种钢构造的维护方法在我国尚未采用过。目前，国内外通常是采取对钢构造外表喷或涂刷防火资料或包裹耐火资料等方法维护钢构造不被火焰直接烧烤而提高其抗火才干。国内外钢构造建筑火灾正反两方面的阅历阐明，钢构造防火喷涂的质量、时效、涂层粘结力、运用中能否有松动、开裂或能否遭到大的冲击、震动等等会直接影响到钢构件的防火平安，应该引起有关部门的注重。为此,有关部门应加强研讨，进一步采取可靠的平安措施，保证钢构造建(构)筑物的消防平安。从目前的情况看，特别要研讨耐火性能好、时效长、粘结力高的新的钢构造防火资料；研制耐高温价廉物美的金属、非金属钢构造复合防火资料及轻质、高强、耐火的混凝土等新资料，进一步提高钢构造的耐火才干，应是我国建筑界、工程界和消防界的新课题。2.3火灾模型的建立在钢构造抗火设计乃至建筑防火设计中，呵斥构造浪费或构造不平安的主要问题就在于对规范的生硬套用上，没有对详细建筑进展详细分析。不同的建筑因其运用功能不同，诱发火灾的要素、火灾荷载、蔓延途径、升温过程和火灾延续时间是不同的。应针对建筑特点和运用功能，仔细分析火灾的随机性，建立符合详细的火灾模型。确定易发生火灾的部位；计算火灾荷载；断定火灾蔓延途径；断定高温烟气分散方向；计算分析温升曲线(思索自动灭火系统的呼应时间和冷却作用)