淺談鋼結構防火處理

李宗翱

鄭州大學土木工程學院（450001）

淺談鋼結構防火處理

李宗翱

鄭州大學土木工程學院（450001）

進入21世紀,鋼結構建筑技術日益成熟，鋼結構建筑進入快速發展時期，但是鋼結構的一些硬性缺點嚴重制約著鋼結構的快速發展。這里介紹了鋼結構本身的特點，探討了不同鋼結構的防火保護措施。

鋼結構;防火性;處理措施

1 鋼結構的特點

1）鋼結構的優點。鋼結構是由鋼材經過加工制造成各種形狀而形成的。和其他的建筑材料相比，鋼結構具有如下優點:

質量輕，強度高。鋼材的密度雖然比其他建筑材料大，但由于其強度相比混凝土較高，鋼材的強度與密度要比混凝土大許多。以同樣跨度承受同樣荷載的情況下，鋼筋混凝土屋架的質量是鋼屋架的3～4倍。混凝土的抗拉強度遠遠低于抗壓強度，而鋼材的抗拉強度和抗壓強度相差無幾。這也使得鋼結構在大跨度和承受較大荷載的建筑中得以發展。

塑性、韌性均好。鋼結構的塑性好:在承受較大荷載的情況下，會發生塑性破壞，能夠察覺到一定的變形，而不是發生突然斷裂。鋼結構韌性好:能較好地適應動荷載，具有良好的吸能能力、延性和良好的抗震性能。

材質均勻，制造簡單，施工方便。鋼材的材質均勻，結構的實際受力情況與力學計算比較吻合。鋼結構材質均勻，加工方便，部件都是采用機械化生產，精度也較高。對于一些小型的組合構件，可以先組裝，再吊裝，極大地縮短工期，避免了高空作業的危險。

綠色環保。生產混凝土會毀壞耕地，耕地一旦損壞便不可二次利用。鋼結構多采用普通螺栓和高強度螺栓連接，有時也采用焊接，拆裝方便。對于臨時性的建筑或是需要拆裝的建筑，可以把鋼結構部件拆卸下來，再次使用。

2）鋼結構的缺點

鋼材是一種不會燃燒的建筑材料,具有抗震、抗彎等特性。在實際應用中，鋼材既可以相對增加建筑物的荷載能力，也可以滿足建筑設計美感造型的需要，還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲、拉伸的缺陷。鋼材耐熱不耐高溫，隨著溫度的升高，強度和彈性模量下降，伸長率和線膨脹系數增大，這體現了鋼材溫度升高時強度下降，塑性提高。鋼結構通常在600℃左右強度就會降為零而失去承載能力，發生很大的形變，導致建筑物崩潰倒塌。一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15 min左右,與建筑物耐火極限標準差距很大，也正是這一缺點制約了鋼結構的運用和發展。

2 鋼結構防火處理方法

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范規定的極限范圍。防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落，其措施是多種多樣的,關鍵是要根據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、強度變弱的時間等。但無論采取何種方法，其原理是一致的。

3 幾種不同鋼結構的防火保護措施

3.1外包層

在鋼結構外表添加外包層,可以現澆成型，也可以采用噴涂法。現澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網或鋼筋來加強,以限制收縮裂縫，保證外殼的強度。噴涂法可以在施工現場對鋼結構表面涂抹砂漿以形成保護層，砂漿可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。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，采用膠黏劑、釘子、螺栓固定在鋼結構上。

3.2充水(水套)

空心型鋼結構內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，水在鋼結構內循環，吸收材料本身的熱量。受熱的水經冷卻后可以進行再循環，或由管道引入涼水來取代受熱的水。

3.3屏蔽

鋼結構設置在耐火材料組成的墻體或頂棚內，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。這是一種最為經濟的防火方法。

3.4 采用防火材料

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，是比較先進的防火技術措施。

4 結語

鋼結構以它獨特的優點，在各類建筑場合都有非常廣泛的應用。由于鋼結構耐火性差的特點，一旦發生火災往往都會導致建筑結構失去完整性，而且穩定性急劇下降。因此，必須加強鋼結構防火保護，提高構件耐火極限。使用防火設計的最終目標是，隔斷火焰與鋼材的能量傳遞,延長鋼結構耐火極限,保證人員正常疏散,方便消防人員火災撲救,減少鋼結構受損范圍,使后期加固更加方便。

[1]張睿.鋼結構建筑的發展及其防腐防火方法[J].河北企業, 2013(07).

[2]朱華.鋼結構在我國中小城市的應用現狀分析[J].福建建筑,2000(02).