提高鋼結(jié)構(gòu)耐火性能的措施

2.1應(yīng)用建筑耐火、耐候鋼一般的鋼材耐火性差，但是可以通過相關(guān)技術(shù)手段，改變鋼材的材料組份，加入特定的成分，改變鋼材的結(jié)構(gòu)及金相組織，提高鋼材本身的耐火性和耐候性。這就是耐火、耐候鋼。這種鋼材在溫度達(dá)600℃時(shí)，強(qiáng)度下降不到30%，此外由于它的耐火性表較好，可以在施工時(shí)適當(dāng)減小保護(hù)層的厚度，甚至可以不涂防銹漆，這樣可以節(jié)省一定成本。應(yīng)用耐火、耐候鋼是治本良方，應(yīng)該大力推廣，目前，我國已有多家企業(yè)可以生產(chǎn)建筑用耐火、耐候鋼，這為鋼結(jié)構(gòu)建筑提供了良好的用材來源。

2.2采用抗火能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)件純鋼結(jié)構(gòu)的耐火性比較差，但是可以適當(dāng)結(jié)合混凝土組成混合構(gòu)件，或在一些關(guān)鍵部位直接采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。例如柱子可以采用鋼管混凝土柱，這樣可以很有效提高耐火極限，而且鋼管直徑(或邊長)越大，耐火時(shí)間越長，直徑500mm的圓鋼管混凝土柱，當(dāng)涂敷厚15mm的隔熱型防火涂料時(shí)即可滿足3h的耐火時(shí)間。而像樓板和樓梯這樣對(duì)防火要求較高的構(gòu)件還是應(yīng)該盡可能采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.3采取合理的鋼構(gòu)件防火構(gòu)造處理方案鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)構(gòu)造作法應(yīng)合理、堅(jiān)固、經(jīng)濟(jì)、易于施工，并利于裝修。當(dāng)有非燃燒體的圍護(hù)或分隔構(gòu)件與鋼構(gòu)件處于同一軸線時(shí)，可利用非燃?jí)w本身為鋼構(gòu)件提供防火保護(hù)，而不需另做防火保護(hù)層。而對(duì)那些在外的鋼構(gòu)件，則應(yīng)采用合理的防火保護(hù)構(gòu)造作法。

2.4實(shí)施有效的的防火保護(hù)方法常用的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)方法有外包混凝土保護(hù)、外包鋼絲網(wǎng)水泥砂漿、外包防火板材和噴涂防火涂料等。外包混凝土保護(hù)就是用混凝土將鋼構(gòu)件wq包裹起來，在混凝土中還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋防止混凝土脫落。鋼絲網(wǎng)水泥砂漿防火保護(hù)是用金屬網(wǎng)抹50#砂漿做保護(hù)層，也是一種傳統(tǒng)的施工方法。外包防火板材可以選用纖維增強(qiáng)水泥板(如TK板、FC板)、石膏板、硅酸鈣板、蛭石板等非燃材料的防火板將鋼構(gòu)件包裹起來。

鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能

鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能取決于鋼材，鋼材本身不燃燒，也具有較好的耐熱性，但是鋼材不耐高溫，隨著溫度的升高，鋼材的強(qiáng)度是呈下降趨勢的，同時(shí)變形增大。在200℃以內(nèi)，鋼材性能沒有很大變化：430℃～540℃之間強(qiáng)度急劇下降；600℃時(shí)強(qiáng)度很低不能承擔(dān)荷載。

基于鋼材的這種物理性能，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到450℃～650℃時(shí)鋼結(jié)構(gòu)就會(huì)失去承載能力，發(fā)生很大的形變，導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲，結(jié)果因變形過大而不能繼續(xù)工作，甚至垮塌。一旦遇到高溫，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形甚至失效是無法避免的，我們只能盡可能的提高它的耐火極限，使鋼結(jié)構(gòu)不至于在發(fā)生火災(zāi)后立即失效倒塌。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測得的數(shù)據(jù)，常用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限只有15～30min。在國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16-87)、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(G5045-95)中規(guī)定一級(jí)耐火等級(jí)建筑的防火墻、柱和承重墻、樓梯間墻及梁的耐火極限為3小時(shí)和2小時(shí)。對(duì)比可見未覆蓋耐火保護(hù)層的鋼構(gòu)件的耐火極限距離防火規(guī)范的要求相差很大，根本不能滿足火災(zāi)情況下對(duì)建筑防火的要求。要克服鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中防火性能方面的不足，必須從多方面入手提高其耐火性能，以達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的耐火等級(jí)要求。

鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之耐熱

當(dāng)溫度在150℃以下時(shí)，鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車間，但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻射時(shí)，要采用隔熱板加以保護(hù)。溫度在300℃ -400℃時(shí).鋼材強(qiáng)度和彈性模量均顯著下降，溫度在600℃左右時(shí)，鋼材的強(qiáng)度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級(jí)。

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