2020年巖土工程師答疑:鋼結構防火如何處理?

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問題：

鋼結構防火如何處理?

答疑：

鋼結構通常在450～650℃溫度中就會失去承載能力，發(fā)生很大的形變，導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因過大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右。這一時間的長短還與構件吸熱的速度有關。

要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足，必須進行防火處理，其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結構在火災中迅速升溫發(fā)生形變塌落，其措施是多種多樣的，關鍵是要根據(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構，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變?nèi)醯臅r間等。但無論采取何種方法，其原理是一致的。下面介紹幾種不同鋼結構的防火保護措施。

一、外包層。 就是在鋼結構外表添加外包層，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，以限制收縮裂縫，并保證外殼的強度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場對鋼結構表面涂抹砂泵以形成保護層，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、輕混凝土做成預制板，采用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結構上。

二、充水(水套)。 空心型鋼結構內(nèi)充水是抵御火災最有效的防護措施。這種方法能使鋼結構在火災中保持較低的溫度，水在鋼結構內(nèi)循環(huán)，吸收材料本身受熱的熱量。受熱的水經(jīng)冷卻后可以進行再循環(huán)，或由管道引入涼水來取代受熱的水。

三、屏蔽。 鋼結構設置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或將構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到防火的目的。這是一種最為經(jīng)濟的防火方法。

四、膨脹材料。 采用鋼結構防火涂料保護構件，這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結構幾何形體限制等優(yōu)點，一般不需要添加輔助設施，且涂層質量輕，還有一定的美觀裝飾作用，屬于現(xiàn)代的先進防火技術措施。

目前，高層鋼結構建筑日趨增多，尤其是一些超高層建筑，采用鋼結構材料更為廣泛。高層建筑一旦發(fā)生火災事故，火不是在短時間內(nèi)就能撲滅的，這就要求我們在建筑設計時，加大對建筑材料的防火保護，以增強其耐火極限，并在建筑內(nèi)部制訂必要的應急方案，以減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

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