浅谈钢结构的耐火保护

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1、浅谈钢结构的耐火保护摘要：钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。我国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代(公元前246-219年)，就已经用铁做简单的承重结构，而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪，聪明勤劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是我国早期铁体承重结构的例子。关键词：钢结构结构耐火　　我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于XX多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用

2、现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂钢屋架，北京和上海等地的体育馆的钢网架，陕西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架等。　　1.钢结构的优点。　　钢结构的重量轻，虽然钢的比重大，但因其机械性能很好，可以承受较大的荷载，故钢结构件截面尺寸小，同样跨度同样荷载时，钢屋架的重量最多不过钢筋混凝

3、土屋架的1/4或1/3，钢结构的重量小，便于运输。　　材质均匀，与力学计算的假定比较符合，钢材内部组织比较均匀，按近于各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况与建筑力学计算的结果比较符合。　　钢结构制造、安装机械化程度高。钢结构具有某种段度的技术密集型性质，钢结构所用的材料单一，而且是成品，加工简便，机械化程度高，建造迅速，容易保证质量，适宜于成批大量生产，从构件的工厂加工到现场吊装，工业化程度大大高于具有劳动密集性质的现浇钢筋混凝土结构。　　钢结构安装施工简便。纲结构由专业化金属构件厂生产

4、构件(梁、屋架、柱等)，在工地上用电焊或螺栓(或高强螺栓)连接起来，施工安装简便迅速，提高施工速度，已成为降低工程造价的最主要因素，结构造价问题已降到次要的地位。而且，螺栓连接的钢结构便于改造拆迁。　　钢结构在平面布局上的灵活性，则是另一重要特点。在信息时代的今天，对室内平面，空间和内部设施的要求更加严格了。原先的布局和设备，不久就可能变成不太适用或完全不适用，钢结构却可为平面重新布局提供更大的可能性，从而延长建筑物的使用寿命。　　钢结构虽然有这么多优点，但却有一个致命的缺点：不耐火。钢材虽然是不燃材料，但在火灾高温作用下，其力

5、学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度升高而降低，在550℃左右时，降低幅度更为明显，一般在15分钟左右就会丧失承重能力而垮塌。国内外钢结构建筑物的火灾案例都证明，发生火灾后20分钟以内就把建筑物烧垮，最后形成一片废墟。1973年5月天津市体育馆火灾，1969年12月上海文化广场火灾，1972年8月北京二七机车车辆厂纤维板车间火灾，都曝露了钢结构耐火性能差的致命弱点。2.钢结构的耐火保护方法。　　由于钢结构耐火能差，在火灾高温作用下很快失效倒塌，耐火极限仅15分钟，若采取措施，对钢结构进行保护，使其在火灾时温度升高不超过临界温度

6、，钢结构在火灾中就能保持稳定性，对钢结构采取的保护措施，从原理上来讲，主要可划分为两种：截流法和疏导法。截流法　　截流法的原理是截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，从而使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。其作法是构件表面设置一层保护材料，火灾产生的高温首先传给这些保护材料，再由保护材料使给构件。由于所选材料的导热系数较小，而热容又较大，所以能很好地阻滞热流向构件的传输，从而起到保护作用。截流法又分为喷涂法、包封法、屏蔽法和水喷淋法。喷涂法　　喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。钢结构防火涂料按所使

7、用的胶粘剂的不同可分为有机防火涂料和无机防火涂料两类，按涂层厚度分为薄涂型和厚涂型两类，薄涂型钢结构涂料涂层厚度一般为2～7mm，有一定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，具有耐火隔热作用，耐火极限可达～小时，这种涂料又称纲结构膨胀防火涂料。厚涂型钢结构防火涂料厚度一般为8～20mm，粒状表面，密度较小，导热系数低，耐火极限可达～小时，这种涂料又称钢结构防火隔热涂料。　　钢结构防火涂料的防火原理有三个：一是涂层对钢基材起屏蔽作用，使钢结构不至于直接暴露在火焰高温中。二是涂层吸热后部分物质分解放出的水蒸汽或其他不燃气体，起到消耗热量、降

8、低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作用。三是涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。　　薄涂型钢结构防火涂料的主要品种有：LB、SG—1、SB—2、SS—1钢结构膨胀防火涂料。厚涂型钢