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1、实用标准《钢结构设计原理》论文——浅析钢结构防火技术学院:土木建筑工程学院专业:建筑与土木工程姓名:学号:文案大全实用标准2013年12月浅析钢结构防火技术摘要:钢材是本世纪最为创新的建筑材料,在高层建筑钢结构、大跨度空间钢结构、轻钢结构等当今现代建筑工程中有广泛应用及发展前景。钢材虽为非燃烧材料,但钢不耐火,温度为400℃时,钢材的屈服强度将降至室外温下强度的一半,温度达到600℃时,钢材基本丧失全部强度和刚度。本文介绍了钢结构的火灾危险性、钢结构的火灾灾害等,指出钢结构防火保护的重要性及目前现有的几种钢结构防火保护方法,并着重介绍了防火涂料对钢结构的防火保护。
2、关键字:钢结构应用火灾危险性防火保护防火涂料1、引言钢结构建筑具有强度高、重量轻、抗震性能好、施工快速度、结构占用面积小、地基费用省、不污染环境以及废旧材料、可以回收利用等优点,被广泛地运用于住宅、厂房、库房、体育馆、展览馆、机场机库等工程,特别是大跨度、高耸、超高层、重型、动力荷载结构,钢结构更是首选结构形式。不少国家钢结构的用量相当高,如美国、日本、俄罗斯等国在近年来的工业建筑中钢结构用量均占到70%以上,民用建筑中钢结构用量也逐年增加,我国近年来钢产量得到了很大的提高,钢结构建筑也在不断推广中。然而,与钢筋混凝土结构及砌体结构相比,钢结构却有一个不容忽视的缺
3、点—抗火性能差。当建筑采用无防火保护措施的钢结构时,一旦发生火灾,整个结构在极短的时间内,就会发生瞬时全部崩溃。例如1993年福建泉州一座钢结构冷库发生火灾,造成库房倒塌以及2001年美国“911”事件,世贸中心大楼因航油燃烧使支撑大楼的钢结构体系因高温作用失效引起瘫塌,都造成了严重的生命和经济损失。因此,随着钢结构建筑的广泛应用,钢结构的防火具有极其重要的意义。采取防火保护措施的钢结构,可以延长火灾情况下钢结构达到临界温度的时间,减轻钢结构在火灾中的破坏,避免钢结构在火灾中局部或者整体倒塌造成灭火和人员疏散的困难以及人员伤亡,可以减少火灾后钢结构的修复费用,缩短
4、灾后结构功能恢复周期,减少间接经济损失。文案大全实用标准1、钢结构建筑的火灾危险性2.1高温条件下钢材力学性能普通的建筑用普通建筑用钢(中国国家标GB700-88《碳素结构钢》和GB1591-1994《低合金结构钢》要求的Q235、Q345钢等)在全负荷的情况下失静态平衡稳定性的临界温度为摄氏540℃左右。一般在300~400℃时,其强度开始迅速下降。到500℃左右,其强度下降到40%~50%,钢材的力学性能,诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降,低于建筑结构所要求的屈服强度,也就是低于建筑结构的承载许用应力,“钢筋铁骨”就变成了“绕指柔”。一般
5、裸露钢结构耐火极限只有十几分钟,所以若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑特承载的主体,一旦发生火灾,则建筑物会迅速坍塌,对人民的生命和财产安全造成严重的损失。以下图1给出了钢结构在高温下钢结构的应力应变曲线。改革开放以来,我国建造了几十幢超高层钢结构,另外,厂房钢结构也大量增加。由于钢材虽为非燃烧材料,但不耐火,温度为400度时,钢材的屈服强度将降至常温下强度的一半,温度达到600度时,钢材基本丧失全部强度和刚度,温度对钢材性能影响见图2。因此,一旦发生火灾,钢结构的承载能力降低,变形增加,在较短时间内就能达到极限状态以至发生破坏。为了人身及财产的安全,结构抗火
6、设计的目的是必须使得结构在规定时间内,在预期的火灾模式下,不至于达到承载能力或变形极限状态。文案大全实用标准图2温度对钢材机械性能的影响2.2火势发展快、蔓延迅速。因钢结构建筑跨度大、门窗多、内部空气流通好,一旦发生火灾,蔓延途径多,火势发展快,燃烧猛烈,极易在强大气流的作用下,形成大面积火灾。2.2易变形倒塌,造成群死群伤。钢结构建筑多为人员密集场所,在火灾情况下,极易因慌乱而导致盲目的疏散,从而引起群死群伤。2.3灭火救援难度大。未经防火保护的钢结构耐火极限只有15min,一旦产生火警→报警→消防力量到场,火场已经成灾,不利于初期灭火,而产生的大量的热量和烟雾
7、,又不利于消防人员深入内部去堵截,只能采取外围水枪喷洒降温。3、钢结构抗火设计的目标与意义钢结构抗火设计的目标就是使结构构件的实际耐火时间大于或等于规定的耐火极限.钢虽为非燃烧材料,但不耐火,在火灾高温下,结构钢的强度和刚度都将迅速降低(图3),而火灾升温迅速(表1),故无防火保护的钢构件在火灾中很容易破坏.因此钢结构抗火设计的一般要求是:如何定量地确定防火保护措施,使得钢结构构件的耐火时间大于或等于规定的耐火极限。文案大全实用标准图3表1ISO834标准升沮曲线沮度时间关系进行结构抗火设计具有如下意义:(l)减轻结构在火灾中的破坏,避免结构在火灾中局部倒塌造成灭
8、火及人员疏