建筑鋼結構耐火性分析

摘要：建筑鋼結構和傳統的混凝土等建筑結構相比較起來，具備自重輕、抗震性好，而且建設工期短、材料可回收等優勢極大地符合了當前人們對節能建材的要求。但鋼結構唯一的不足就是本身不具有耐高溫的特性，這對其發展造成制約。在本文中，筆者從對建筑鋼結構耐火性能簡略分析出發，繼而從設計和施工方面剖析了加強鋼結構耐火性的解決途徑。

關鍵詞：建筑；鋼結構；耐火性

隨著我國市場經濟的快速發展，社會隨之進步，人們的生活質量也在不斷的提升，同時對環保和節能也提出了越來越高的要求和更多的關注。在建筑領域，由于鋼結構本身具備著強度高、施工時間較短、自重輕、材料可回收再利用以及抗震性能優等眾多的優點，使得其理所當然的成為了綠色環保型的深受人們歡迎的建筑材料，然而，其唯一的不足就是鋼材其本身不具有耐高溫的特性，這不僅極大的對建筑鋼結構的可靠、安全性造成了不良的影響，還嚴重阻礙了其長遠的發展。所以，要想大力推廣應用鋼結構，就必須提升建筑鋼結構的耐火性，只有這樣，才能使這種節能環保的建筑結構得到普及并真正發揮它的優勢。

一 建筑鋼結構耐火性概述

鋼材的性能對建筑鋼結構耐火性起到一定的決定作用，鋼材本身具備著比較好的耐火耐熱性，其自身不會燃燒。然而，鋼材不耐高溫，溫度和鋼材的強度呈反比關系，溫度若是升高，鋼材的強度就會呈變弱趨勢，同時變形增大，當加熱200°之內的時候，鋼材性能不會隨溫度發生明顯變化：當隨著溫度增加到430～540° 之間，強度急劇下降；溫度達到600°時，其強度急劇下降，不能承擔過多負荷。在這種情況下，一旦發生，火災溫度到達450～650時，建筑鋼結構就會喪失承載能力，致使鋼柱及鋼梁發生彎曲，將導致其形變過大而不能繼續使用，甚至垮塌?？梢?，建筑鋼結構構件在遇到高溫時，其發生形變乃至失效是很難避免的。所以，為了保證在發生火災時，建筑鋼結構不會立即倒塌，我們就要盡最大可能提升它的耐火極限。根據實驗研究數據得知，常用的建筑鋼結構的耐火時限只有15～30min。而在國家制定的建筑防火規范標準中，耐火等級為一級的建筑樓梯間墻及梁、防火墻、防火柱以及承載墻的耐火時限為2～3小時。對比后可知，沒有包覆耐火保護層的建筑鋼構件在發生火災時不能承受，和國家防火標準相比，其耐火時限是完全不能滿足的。所以，要滿足國家規范對建筑構件所提出的耐火要求，要解決建筑鋼結構構建在實際應用中耐火性較差的問題，我們就必須從設計及施工等多方面著手，提升其耐火性能。

二 加強建筑鋼結構耐火性的途徑

（1）外層包裹耐火板及防火涂料等

在建筑鋼結構構件的外表用包裹耐火板，進而起到有效的隔斷火源對鋼體的直接侵害，從而保證了建筑鋼結構的耐火性的提升。目前，石膏板以及硅酸鈣板等都比較常用，這兩種板材具有自重輕且耐火性好等特點，其中硅酸鈣板的防火性相對來說更好些，主要用于鋼柱防火。另外，對防火材料的造價、空間及防火性能等方面綜合考慮后，較為理想的是防火涂料，其不受建筑鋼結構具有的集合形狀所限制，涂刷簡單，最重要的是耐火時間相對也比較長。

（2）大力采用耐火及耐候鋼

因為普遍的鋼結構構件耐火性較差，所以耐火、耐候鋼就應運而生。其主要是通過一定的相關技術措施，在鋼結構的材料組成里面加入了某些特定的成分，使得鋼材的結構組織以及金相組織得以改變，從而極大的提升了鋼結構自身的耐火性及耐候性。因為它的耐火性能比較好，在建筑施工時，可以適度的縮減防火保護層的厚度，有時甚至完全可以不涂防火涂料，這樣一定程度的節省了些成本。另外，當溫度600°時，這種鋼材的強度下降最多也就30%。目前，我國許多企業已經開始研發和制造生產建筑用的耐火、耐候鋼，這極大的為鋼結構建筑發展做出了鋪墊，提供了優良的建筑用材供應。

（3）采用抗火能力強的結構形式和構件

為了克服單純的建筑鋼結構普遍耐火性比較差的問題，我們可以借助混凝土的輔助作用，可以結合混凝土組成混合構件，或者是在某些關鍵部位，完全采用鋼筋混凝土這種建筑結構。比如，柱子可以使用鋼管混凝土來建造，這樣能夠有效的起到提升其耐火極限的作用，同時，鋼管變長或是直徑越大，耐火時限就越長。又比如，圓鋼管混凝土柱其直徑若為500mm，當涂敷的隔熱型防火涂料達到 15mm的時候，其柱子的耐火時限就可達到3h。所以，像樓板和樓梯這樣對防火要求較高的構件還是應該盡可能采用鋼筋混凝土結構。目前，我國很多建筑使用這種模式，不僅對鋼材自身的耐火性差的缺陷進行了彌補，同時又能達到國家建筑防火規范的標準，又具有耐沖擊力較強等特點。

三 結論

終上所述，綠色環保、節能減排在當今世界社會發展中非常重要，因為鋼結構具備人們對綠色環保的需求，使得在發達國家已經廣泛采用了這種建筑鋼結構形式。近年來，我國的鋼產量躍升為世界第一，鋼結構在我國有著更巨大的發展空間，特別是在需求量越來越大的住宅建筑方面，更有著廣闊的前景。所以，為了避免耐火性差而導致鋼結構不能長遠發展的局面，我們必須積極的探索及采取提升鋼結構耐火性能的多形式的有效措施，加快建筑鋼結構的健康、穩步發展。

參考文獻

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