鋼結構廠房設計中防火和防腐設計的探討

杜永京(大連秦能電力工程設計有限公司濟南分公司 250000)

鋼結構廠房設計中防火和防腐設計的探討

杜永京
(大連秦能電力工程設計有限公司濟南分公司 250000)

由于鋼結構廠房與鋼筋混凝土廠房相比眾多優點, 鋼結構現在是廠房結構形式的首選結構，本文就鋼結構廠房設計中防火和防腐設計進行了分析和探討。

鋼結構工業廠房；防火設計；防腐設計

1.概述

隨著我國經濟的迅速發展,鋼鐵的冶煉技術也得到了飛速發展, 建筑行業上使用的各種鋼材無論從產量、品種和性能上都有了很大的提高,由于鋼結構廠房與鋼筋混凝土廠房相比具有施工速度快、承載能力高、重量輕、跨越能力強、整體剛度大和抗震性能好等特點, 無論是門式剛架結構的輕型鋼結構廠房還是像煉鋼車間、大型冶煉車間這樣的重型鋼結構廠房，在工業廠房設計中鋼結構都得到了廣泛的應用。雖然鋼結構廠房的優點眾多, 但是作為一種建筑材料, 它的缺點也是不容忽視的，其中防火性能差、易腐蝕是比較突出的問題, 所以在鋼結構工業廠房設計時要應根據其特點注意這兩方面，以免出現不可挽回的損失。

2.防火設計在鋼結構工業廠房中的應用

由于鋼結構工業廠房的整體防火性能較差，當鋼構件受火溫度達到100℃以上時，隨著溫度的逐漸升高，構件的抗拉強度便會出現下降，塑性不斷變大；當構件受火溫度達到250℃左右時，鋼材的抗拉強度會出現暫時的提高，而塑性卻出現大幅下降，產生藍脆現象；當構件受火溫度超過250℃時，鋼材會產生徐變現象；當構件的受火溫度達到500℃時，鋼材強度降低的非常明顯，有可能會出現結構的坍塌。所以，我們建議在鋼結構廠房的設計中要做好隔熱及防火設計，從根本上給結構的安全提供保證。尤其在結構設計中以下幾方面應重點給予關注：

（1）正確定義鋼結構工業廠房生產火災危險性類別，合理確定廠房的耐火等級。我國的《建筑設計防火規范》把廠房生產火災危險性類別分為甲、乙、丙、丁、戊五類。例如，如果確定工程為二級耐火等級，那么就應該對鋼構件嚴格按照二級耐火等級加涂防火涂料進行防護，使構件達到二級防火等級的耐火極限要求，防止構件在火災中發生破壞。

（2）設計時應選用恰當的防火保護措施將鋼結構的耐火極限提高到規范規定的數值從而對鋼結構產生有效的保護，防止構件遇火發生變形破壞?，F如今，對鋼構件的防火保護最常用的措施是在其表面涂抹防火涂料，讓其形成一層耐火隔熱保護層，使其在火災作用下有效地提高鋼構件的耐火極限，從而達到保護鋼構件的目的。但是在防火涂料的使用過程中，我們還要注意防火涂料與底層防腐涂料之間的匹配性，所選用的兩種材料之間不能產生化學反應，以免影響二者各自的功能發揮。由于不同的結構對構件耐火極限的要求不一樣，設計時，我們要通過科學比較，選出最好的防火保護措施來達到防火設計的目的。

（3）合理劃分建筑物的防火分區，嚴格控制防火分區的面積，從而達到鋼結構廠房防火的目的。在具體設計中，每個分區應設計足夠的安全出口以及嚴格控制疏散距離。防火規范對安全出口給了明確的定義，是指符合規定的疏散樓梯、直通室外地平面或安全區域的門。安全出口的設計一定要符合防火規范的要求，保證火災時達到疏散人群的目的。另外，要充分考慮人員疏散的特點，將人員密度指標和鋼結構廠房的特征結合起來，加強對安全疏散路線、疏散距離、疏散寬度的設計，合理設置疏散指示標志，使人員能夠快速地疏散到安全地帶，從而減少人員傷亡和財產損失。

3.防腐設計在鋼結構工業廠房中的應用

鋼結構廠房在使用過程中與所處的環境介質之間可能發生化學、電化學或物理作用,引起材質的變化和鋼結構的破壞失效,這稱之為鋼結構的腐蝕。鋼結構的腐蝕不僅會使構件的截面減小，還會使構件表面局部產生銹坑，當構件受力時腐蝕的部位往往會產生應力集中現象，使結構過早地產生破壞。因此，對鋼結構廠房的構件的防銹蝕問題應予以足夠的重視，并應根據廠房侵蝕介質情況和環境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面采取相應對策和措施，以確保廠房結構的安全。

目前，可以采用的鋼結構防腐方法很多，例如：采用耐候鋼、陰極保護法、熱浸鍍鋅以及涂刷防銹防腐涂料等方法。這其中使用最為廣泛的是用防銹防腐涂層對其進行涂裝保護。

這種方法是在鋼結構的表面涂刷防腐涂層，這種涂料會形成致密的保護層，有效地屏蔽水蒸氣、氧氣、氯離子等的侵蝕，起到物理防銹的作用。設計中，在自然大氣介質作用下的一般鋼結構廠房室內鋼構件要求涂抹厚度為100μm的涂層四道，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼構件或在工業大氣介質作用下的鋼構件，漆膜總厚度應達到150μm～200μm以保證涂層的防腐蝕效果。在酸性環境下的鋼構件要使用氯磺化防酸漆以防止酸性侵蝕。鋼柱柱腳在地面以下的部分要用厚度不小于50mm，強度不低于C20的混凝土進行包裹來起到防腐保護。

4.結語

在未來的工業廠房設計中，鋼結構仍就是廠房結構形式的首選，隨著結構設計對防火和防腐蝕設計的重視，再加上防火涂料與防腐蝕涂料的發展，鋼結構勢必將在更多的領域中得到更廣泛的應用。

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