鋼結(jié)構(gòu)主要防火保護(hù)措施綜述

王朋

摘? ? 要：近年來(lái)，我國(guó)的建筑工程建設(shè)有了很大進(jìn)展，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本文對(duì)當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)抗火的主要方法進(jìn)行總結(jié)、分類、分析，并從抗火效果、使用情況、成本、綜合效益等進(jìn)行了論述和對(duì)比，最后對(duì)工程中抗火方法選擇給出一些建議。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，防火保護(hù)，截流法

1? 引言

積極探尋出多種有效的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)新技術(shù)，并對(duì)其加以合理的應(yīng)用，能夠保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體耐火性能大幅度提升，進(jìn)而有效擴(kuò)展鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，提升其應(yīng)用實(shí)效性，對(duì)促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，提升國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平均存在積極影響，有必要引起高度重視。

2? 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)概述

（1）材料的強(qiáng)度高，塑性和韌性好。與其他建筑材料相比，鋼有比較高的強(qiáng)度，適合于大負(fù)荷或大跨度的部件和建筑項(xiàng)目。此外，鋼具有良好的可塑性能和韌性，鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)因過(guò)高的荷載而產(chǎn)生破裂，并且具有很強(qiáng)的適應(yīng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷的能力，良好的能量吸收能力和延展性，也使鋼結(jié)構(gòu)得以在更多地質(zhì)條件下應(yīng)用。（2）材質(zhì)均勻，與力學(xué)計(jì)算的假定比較符合。鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是相對(duì)均勻的，在一定的壓力范圍內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)幾乎可以均勻受力的。因此，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力條件與工作機(jī)械的計(jì)算結(jié)果一致。在熔煉和軋制過(guò)程中鋼的質(zhì)量可以受到合理且精準(zhǔn)的控制，而且鋼材料的變化幅度很小。（3）鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工周期短。由于大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)材料都可用機(jī)械操作，而且鋼材料的加工也相對(duì)簡(jiǎn)單，鋼的材料制成工藝非常成熟，因此許多鋼結(jié)構(gòu)通常被轉(zhuǎn)化為專業(yè)化的工廠中的高精度部件。金屬結(jié)構(gòu)的制造可以組裝在項(xiàng)目建造施工的現(xiàn)場(chǎng)，并且可以非常容易地進(jìn)行安裝組裝工作，僅適用螺栓即可完成鋼結(jié)構(gòu)的搭建組裝。

3? 鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)新技術(shù)

3.1? 屏蔽法

屏蔽法是指將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或者封閉空間內(nèi)或?qū)?gòu)件包藏在兩片墻體間隙中。這可以將構(gòu)件與火焰直接隔離開(kāi)來(lái)，阻止火災(zāi)火焰煙氣直接作用于鋼構(gòu)件。此法可以在火災(zāi)時(shí)大幅降低鋼構(gòu)件的升溫速率，并且可作為室內(nèi)裝飾，增加美觀性。例如可以在鋼梁下面吊防火平頂或鋼珠內(nèi)側(cè)設(shè)置有一定寬度的防火板等。其余方法與之不同的是：在包封法中，防火板材直接與構(gòu)件相連，而屏蔽法中構(gòu)件不與防火材料接觸。屏蔽法應(yīng)注意接縫的施工嚴(yán)密，避免火焰侵入。

3.2? 包敷法

傳統(tǒng)包敷法主要指應(yīng)用普通的混凝土、粘土磚當(dāng)做鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)層，但由于保護(hù)層厚度較大，建筑物的荷載大幅度增加，因此對(duì)其開(kāi)展的實(shí)際應(yīng)用較少?，F(xiàn)如今，個(gè)別工業(yè)發(fā)展速度較快的國(guó)家，包括德國(guó)、英國(guó)等，利用無(wú)機(jī)防火板材針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)展箱式包裹操作，包括無(wú)石棉硅酸鈣隔熱板以及石膏板等，此類板材的厚度由相應(yīng)的耐火極限決定，此類方式存在投入成本低、施工便捷性高、不影響自然環(huán)境等優(yōu)勢(shì)性特點(diǎn)，發(fā)展前景較為優(yōu)良，是鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的未來(lái)發(fā)展必然趨勢(shì)之一。

3.3? 噴涂法

噴涂法是將防火涂料噴涂在構(gòu)件表面形成保護(hù)層或者將顆粒狀無(wú)機(jī)纖維通過(guò)噴射法噴打在構(gòu)件表面形成一定形狀的纖維層材料。該方法具有施工方便簡(jiǎn)單，重量輕等特點(diǎn)，可以用于梁柱墻等各種構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)，不受形狀限制，但會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，并且對(duì)涂敷的基底與環(huán)境條件要求苛刻，對(duì)施工人員的技術(shù)要求較高。其具體的原理為：鋼結(jié)構(gòu)防火涂層對(duì)鋼材基材起到了屏蔽作用，使得鋼構(gòu)件不直接暴露于高溫火焰中;涂層吸熱后部分物質(zhì)分解形成水蒸氣散熱，起到了降溫作用。通常根據(jù)高溫下涂層變化情況分膨脹型（又稱薄型）和非膨脹型（又稱厚型）兩大系列。

3.4? 薄層防火涂料施工工藝

薄層鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工流程：作業(yè)準(zhǔn)備→基層處理（灰塵、油污等清潔）、配料、防火涂料噴涂、適時(shí)檢測(cè)反饋，直至涂層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求、涂料表面養(yǎng)護(hù)、成品保護(hù)、防火涂料報(bào)驗(yàn)。（1）作業(yè)準(zhǔn)備：開(kāi)桶前應(yīng)檢查涂料的名稱、型號(hào)、顏色、生產(chǎn)日期等，確保符合設(shè)計(jì)要求;防火涂料在儲(chǔ)存期間會(huì)產(chǎn)生少許沉淀，使用前宜用便攜式攪拌器攪拌均勻。（2）噴涂施工步驟及要點(diǎn)：①壓送式噴涂機(jī)氣壓0.4MPa～0.6MPa、噴槍口徑6mm～8mm、噴嘴與被噴涂表面距離≥400mm、垂直角度噴涂;②按自上而下、從左到右、先里后外、先難后易的順序進(jìn)行;③噴涂應(yīng)分層進(jìn)行，底層厚度宜≤1mm，底層干燥后（間隔8h～12h），方可進(jìn)行中、面層涂裝，每層厚度宜≤1mm;根據(jù)施工圖及涂料檢測(cè)報(bào)告要求，鋼梁、環(huán)帶桁架的耐火時(shí)間為3.0h、涂層厚度為4.5mm;④?chē)娡窟^(guò)程中，操作人員應(yīng)用測(cè)厚儀適時(shí)測(cè)試涂層厚度，尤其是最后1道涂層，以確保涂裝厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的耐火極限。

3.5? 冷水箱自動(dòng)補(bǔ)水

具體而言，可通過(guò)在鋼結(jié)構(gòu)中加設(shè)噴淋閥的方式，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部水循環(huán)的方式，實(shí)現(xiàn)降溫。應(yīng)用此類方式可有效降低火災(zāi)出現(xiàn)可能性，降低溫度對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響。但此類方式在火災(zāi)情況較為嚴(yán)重的情況下無(wú)法發(fā)揮出較高的實(shí)效性。

3.6? 截流法各類方法比較

目前工程應(yīng)用中主要使用的還是包封法和噴涂法，因此本文對(duì)這兩種方法進(jìn)行比較。鋼結(jié)構(gòu)的防火噴涂法施工極為便捷，并且造價(jià)低、噴涂材料重量輕，適用于各類構(gòu)件。而包封法則是采用了一定形狀的防火板材、混凝土等對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，施工相對(duì)復(fù)雜并且可能對(duì)室內(nèi)造成機(jī)械損傷等，不過(guò)它又比噴涂法要耐久且裝飾效果比噴涂法好很多。因此，隨著近年來(lái)新型防火板材的研制，包封法自身的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯。這主要基于包封法的性能穩(wěn)定、耐久性好、施工安全，抗火效果更優(yōu)。同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)因素，噴涂法由于其耐久性差而常常需要維護(hù)維修，雖然其前期施工便捷、費(fèi)用低廉，但是后期維修成本高。而包封法雖然前期投入看似較多，但后期維護(hù)極少、維修費(fèi)用很低，綜合成本較低。

4? 保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量

第一，要確保施工人員焊接鋼結(jié)構(gòu)材料時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不能被隨意移動(dòng)。因此在進(jìn)行焊接之前，需要施工人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。焊接之前對(duì)焊接工作需要應(yīng)用到的各類材料和設(shè)備進(jìn)行檢查，確保數(shù)量和性能滿足焊接需求，同時(shí)做好相應(yīng)的保護(hù)措施，確保焊接工作人員不受到傷害。第二，加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接工作人員的培訓(xùn)，不斷的提升焊接工作人員的自身基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技術(shù)能力，有效的提升焊接質(zhì)量，為土木工程的鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提升做好基礎(chǔ)。由于鋼結(jié)構(gòu)施工中，對(duì)焊接要求非常高，因此，焊接工作人員需要不斷的提升自身技術(shù)能力，學(xué)習(xí)先進(jìn)的焊接工藝，豐富自身焊接經(jīng)驗(yàn)，有效的解決焊接過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。第三，鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作完成之后需要由專業(yè)的技術(shù)檢測(cè)人員進(jìn)行焊接質(zhì)量的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不合格之處，要立即進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)連接的質(zhì)量，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，促進(jìn)工程質(zhì)量的提升。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)各種抗火方法的分析比較，可以得出以下結(jié)論：疏導(dǎo)法抗火性能優(yōu)異，但經(jīng)濟(jì)成本較高，且施工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求較高，因此僅在少數(shù)項(xiàng)目中使用。目前工程中常用的防火保護(hù)措施主要是包封法和噴涂法，屏蔽法和水噴淋法很少應(yīng)用，或僅作為輔助。包封法和噴涂法兩者各有優(yōu)劣，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際和具體防火要求選擇最合適的方法。4）在具體選擇防火措施時(shí)，應(yīng)綜合考慮建筑物的結(jié)構(gòu)形式、施工質(zhì)量、成本與綜合效益，并根據(jù)工程實(shí)際來(lái)進(jìn)行選擇。同時(shí)應(yīng)設(shè)置多道防火措施保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)安全。

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