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钢结构的有关防火保护措施

钢具有高强度、延展性好的优点,决定了钢结构具有重量轻、抗震性能好、承载能力大的特点。同时,钢结构可在现场加工,工期短。同时,材料是可循环利用的。因此,国内外钢结构都得到了广泛的应用。

但钢铁有一个致命的弱点:防火性能差。为了更经常地保持钢结构在火灾中的强度和刚度,并确保人们的生命和财产安全,在实际工程中采取了各种防火措施。根据不同的防火原则,将防火措施分为耐热法和水冷法。封热方法可分为喷涂法和封套法(中空封套法和实心封套法)。水冷却法包括水冷却法和冲水冷却法。本文将介绍各种防火措施,并对其优缺点进行比较。

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钢结构的耐火极限和钢结构的耐火极限是指构件在标准防火试验中因火灾作用而失去稳定性或完整性和隔热性能的时间。

虽然钢本身不会燃烧,但钢的材料性能受到温度的很大影响,但在250°c时钢的冲击韧性下降,超过300°c,屈服点和极限强度显著下降。在实际火灾下,负荷情况保持不变,失去静力平衡稳定性的钢结构的临界温度约为500°c,而一般的火场温度达到800-1000°c。因此,在火灾高温下,钢结构会迅速出现塑性变形,造成局部破坏,最终导致钢结构整体塌陷失效。钢结构建筑必须采取防火措施,使建筑具有足够的防火极限。防止钢结构在火灾中迅速加热至临界温度,防止建筑物过度变形甚至倒塌,从而获得灭火和人员安全疏散的宝贵时间,避免或减少火灾造成的损失。

2、钢结构防火保护措施

钢结构的防火措施按原理分为两大类:一是耐热法,二是水冷法。这些措施的目的是一致的:在规定的时间内,构件的温度不超过其临界温度。不同的是,耐热法防止热量传递给构件,而水冷却法则允许热量传递给构件,然后将热量引走,达到目的。

2.1阻热法

根据防火涂料的耐热性和包络材料的耐热性,将其分为喷涂涂布法和包络封法。喷洒方法通过涂布或喷洒防火涂料来保护施工。密封方式可分为中空密封方式和固体密封方式。

2.1.1喷涂法

一般采用防火涂料,在钢表面涂上或喷涂,形成防火隔热层,以提高钢结构的防火极限。这种扇形的款式简单,重量轻,防火时间长,不受钢构件几何形状的限制。经济实用,应用广泛。钢结构防火涂料种类繁多,大致分为两类:一类是薄涂层防火涂料(b类),即钢结构膨胀防火材料;另一种是厚厚的涂层。b级防火涂料,涂层厚度一般为2-7mm。基材为有机树脂,具有一定的装饰效果,高温时膨胀变稠。防火极限可达0.5至1.5h,厚度轻,抗振动性能好,钢结构防火涂料。室内裸露钢结构、轻型屋面钢结构,规定其耐火极限为1.5h及以下时,宜采用薄漆钢结构防火涂料。级防火涂料的涂层厚度一般为8至50毫米。颗粒表面。主要成分为密度低、导热系数低的无机绝热材料。防火极限可达到0.5至3.0h厚的涂层钢结构防火涂料一般不燃烧,耐老化,耐久性较可靠。在阻燃极限为1.5小时以上时,应选择室内隐藏钢结构、高层全钢结构和多层钢结构。

2.1.2包封法

1)中空封装法:一般采用防火板或耐火砖沿钢件的外缘包裹钢件。我国石化工业的钢结构工厂大多采用砖石烧砖包钢构件的方法来保护钢结构。这种方法的优点是高强度和抗冲击性,但缺点是占用的空间较大,施工比较麻烦。防火轻型板如纤维增强水泥板、石膏板、石板等作为防火外包层。大钢件箱式包装方法具有表面光滑、成本低、损耗小、不污染环境、抗老化等优点,推广前景良好。2)固体封装法:一般钢件用浇注混凝土包裹,钢件完全封闭。例如,上海浦东世界金融大厦的钢柱采用了这种方法。其优点是强度和抗冲击性能高,但缺点是混凝土保护层占用空间大,施工难度大,尤其是在钢梁和斜支结构上难度大。

2.2水冷却法

水冷却法包括水冷却法和灌水冷却法。

2.2.1水淋却法

水冷却的方法是在钢结构上部布置自动或手动洒水系统。发生火灾时,喷淋系统被激活,在钢结构表面形成连续的水膜。当火焰扩散到钢结构表面时,水蒸发并带走热量,使钢结构建筑无法达到其边界温度。在同济大学土木工程学院建筑中采用了水冷却法。

2.2.2 充水冷却法

充水冷却法是在空心钢构件内充水。通过水在钢结构内的循环,吸收钢材本身受热的热量。从而使钢结构在火灾中能保持较低的温度,不会因升温过高而丧失承载能力。为防止锈蚀和结冰, 水中要加阻锈剂和防冻剂。美国匹兹堡64层的美国钢铁公司大厦的钢柱就采用了充水冷却法。

3、防火措施比较耐热法通过耐热材料可以减慢热传导速度到结构构件。一般来说,绝缘方法经济实用,在实际工程中得到了广泛的应用。水冷却法是一种有效的防火措施,但由于该方法对结构设计有特殊要求,成本高,在工程领域尚未得到很好的推广。

保温法在钢结构防火中应用广泛,因此以下几点比较了喷雾封口和封口封口方法的优缺点。

3.1耐火性

该涂布方法在防火性能上优于喷涂方法。混凝土、耐火砖等密封材料的防火性能优于一般的防火涂料。此外,新的防火板的防火性能也比防火涂料好。其防火极限明显高于同厚度的钢结构防火材料,甚至高于膨胀型防火涂料。

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3.2耐久性

由于混凝土等涂层材料具有良好的耐久性,性能恶化不容易随着时间的推移而发生;而耐久性是钢结构防火涂料未能解决的问题。以单元为主的超薄防火涂料在室外或室内使用,其有机成分可能导致分解、降解、老化,使涂料剥落或失去防火性能。

3.3施工性

钢结构防火喷淋方法简单,无需复杂工具即可施工。然而,喷洒方法对防火涂料的质量和可控性较差,不容易控制基板的除锈、防火涂料的厚度和施工环境的湿度。封装闭包方法的构造比较复杂,对于斜支和钢梁尤其明显。但施工控制性强,质量保证简单。通过更准确地改变封套的厚度,可以控制防火极限。

3.4环保性

在施工过程中,喷洒会污染环境,特别是在高温下。该封套方法在施工过程中无毒性排放,使用环境正常,火灾高温,有利于环境保护和火灾人员的安全。

3.5经济性

喷洒法施工简单,工期短,施工成本低。但由于老化涂料的缺点,防火涂料的价格较高,维护成本较高。包封方法施工成本高,但材料成本低,维护成本低。一般来说,密封方法的经济效益较好。

3.6适用性

喷法不受构件几何形状的限制,多用于梁、柱、地板、屋顶等各种构件的保护。尤其适用于轻型钢结构、网格结构和异形钢结构等钢结构的防火。封装密封方法复杂,尤其是钢梁、斜支等部件。包封法一般用于立柱,适用范围不广。

3.7空间占用

喷法使用的防火涂料体积小,密封法使用的混凝土、防火砖等包络材料会占用空间,减少使用空间。包装材料质量也比较大。

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4、总结

从讨论中可以得出下列结论:

1)钢结构消防措施的实施应考虑构件类型、施工难度、施工质量要求、耐久性要求和经济效益等诸多因素的影响;

2)通过比较喷涂方法与密封方法,喷涂方法的主要优点是施工工艺简单,喷涂后构件形状变化不大。密封方法的主要优点是成本低,防火性能好,耐久性好;

3)各种防火措施各有利弊。在项目的应用中,可以借鉴对方的优势和劣势,并结合使用多种防火措施。你可以采取不同的措施来建立多重火力防御。


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