鋼結(jié)構(gòu)主要防火保護(hù)措施綜述

李曉弟

摘 要： 現(xiàn)當(dāng)今，隨著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑物的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)防火問題顯漪越來越突出和重要，為了滿足建筑物高度高和跨度大的要求，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越普遍，可是鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展卻被鋼材耐火性能差這點(diǎn)所大大制約。本文主要介紹了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限、防火措施和耐火機(jī)理等。

關(guān)鍵詞： 鋼結(jié)構(gòu);防火;保護(hù)措施

【中圖分類號(hào)】TU391 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）09-0235-01

引言：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。

1 概述

隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛應(yīng)用，其抗火問題也越來越顯著。本文針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)采用的防火保護(hù)措施進(jìn)行匯總，并依據(jù)是否允許熱量傳遞到構(gòu)件上將措施分為截流法和疏導(dǎo)法，并對(duì)這兩種方法的基本原理和具體措施進(jìn)行詳細(xì)闡述，對(duì)這兩種方法主要優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍等進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)也對(duì)應(yīng)用最為廣泛的包封法和噴涂法進(jìn)行對(duì)比分析。最后得出結(jié)論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，根據(jù)工程實(shí)際來進(jìn)行選擇。同時(shí)應(yīng)設(shè)置多道防火措施，來保護(hù)建筑。

2 鋼結(jié)構(gòu)的防火原理

一般普通的鋼結(jié)構(gòu)，即未進(jìn)行防火處理的鋼結(jié)構(gòu)耐火極限大約為巧分鐘，防火保護(hù)的目的就是讓耐火極限達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的要求內(nèi)?；馂?zāi)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳到結(jié)構(gòu)，使鋼材表面受熱，由于鋼材導(dǎo)熱系數(shù)比較大，且鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多是薄壁截面，都有較小的板厚，因此鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)外溫度差不多。因此當(dāng)鋼材表面受到高溫時(shí)，會(huì)迅速引發(fā)到整個(gè)構(gòu)件，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力急劇下降乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞因此防火保護(hù)的方式雖然有很多，但它的原理都是用耐火或者防火材料來抵抗溫度蔓延，降低熱量傳遞的熟讀，延緩結(jié)構(gòu)達(dá)到臨界溫度。

3 鋼結(jié)構(gòu)主要防火保護(hù)措施綜述

3.1 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)層或者將顆粒狀無機(jī)纖維通過噴射法噴打在構(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。

3.2 包封法

包封法是在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，外包層可以為防火板材或者具有防火功能的其他包覆材料。該方法具有重量輕、干式作業(yè)、施工方便、裝飾方便、耐火性能及耐久性優(yōu)越等特點(diǎn)。1）分類（1）外包混凝土或砌筑砌體。外包材料密度較大，硬度高，材料采用砌筑方式施工，外表面用水泥（或石膏）砂漿粉刷。常用的塊狀材料有各種粘土磚、粘土空心磚、加氣混凝土砌塊、陶?？招钠鰤K等。（2）防火板包覆。防火板根據(jù)密度不同可為低密度防火板、中密度防火板和高密度防火板;根據(jù)使用厚度的不同可分為防火薄板和防火厚板。常用防火板主要有紙面石膏板、纖維增強(qiáng)水泥板、纖維增強(qiáng)硅酸鈣板、水泥蛭石板、水泥珍珠巖板、硅酸鈣防火板、巖棉板和玻鎂平板等。（3）復(fù)合防火保護(hù)（即在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料或采用柔性氈狀隔熱材料包覆，再用輕質(zhì)防火板作飾面板）。常用的柔性氈狀材料有硅酸鋁棉氈、礦渣棉氈、巖棉氈、玻璃棉氈等。2）技術(shù)要求（1）防火板的安裝要求①防火板的包敷必須根據(jù)構(gòu)件形狀和所處部位進(jìn)行包敷構(gòu)造設(shè)計(jì)，在滿足耐火要求的條件下充分考慮安裝的牢固穩(wěn)定;②固定和穩(wěn)定防火板的龍骨粘結(jié)劑應(yīng)為不燃材料，龍骨材料應(yīng)便于構(gòu)件、防火板連接。粘結(jié)劑在高溫下應(yīng)仍能保持一定的強(qiáng)度，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和完整;③防火板材或無機(jī)龍骨與構(gòu)件粘貼面應(yīng)做防銹去污處理，非黏貼面均應(yīng)涂刷防銹漆;④當(dāng)采用巖棉、礦棉等軟質(zhì)板材包覆時(shí)，為提高其美觀性以及增強(qiáng)其表面防撞強(qiáng)度，宜采用薄金屬板或其他不燃性板材對(duì)適當(dāng)?shù)牟课贿M(jìn)行包裹;⑤板材的防火包覆工程必須在鋼結(jié)構(gòu)安裝及涂料工程驗(yàn)收合格及所有管線敷設(shè)完成后施工，嚴(yán)禁事后安裝，破壞包覆板材。當(dāng)管線貫通板材時(shí)，管線與龍骨以及管線與板材相交處的縫隙必須用耐高溫粘結(jié)劑嵌縫;⑥當(dāng)構(gòu)件上設(shè)有加勁肋時(shí)，一般考慮將構(gòu)件進(jìn)行整體包覆，不再對(duì)加勁肋單獨(dú)包覆;⑦水電管線應(yīng)在墻上敷設(shè)，柱上僅允許預(yù)敷設(shè)金屬電線管盒，嚴(yán)禁事后安裝破壞包覆板材。開關(guān)盒、連接盒底部及周邊與鋼構(gòu)件相交處需用墊板及耐高溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑隔離封堵;管線與龍骨相交處縫隙必須用耐高溫粘結(jié)劑嵌縫。

3.3 疏導(dǎo)法之水冷卻法

疏導(dǎo)法最常用的方法是水冷卻法，該方法主要應(yīng)用在鋼柱中，通過在空心封閉截面中注水，火災(zāi)時(shí)水吸收火傳遞給構(gòu)件的熱量，水通過循環(huán)、蒸發(fā)帶走熱量，從而使構(gòu)件溫度維持穩(wěn)定，保證柱子溫度不會(huì)升溫過高而喪失承載能力。此法是理論上鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)最有效的方法，但是這種方法對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有復(fù)雜要求，水冷卻設(shè)備也復(fù)雜且成本較大。例如在冬季時(shí)為了防止凍害，需要添加防凍劑、為了防止鋼結(jié)構(gòu)銹蝕，還需向水中摻入防銹外加劑等，導(dǎo)致了該方法應(yīng)用較少。

結(jié)語：目前，在上述各類鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施中，采用防火涂料進(jìn)行阻燃的方法被認(rèn)為是最有效的措施之一，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在90%的鋼結(jié)構(gòu)防火工程中發(fā)揮著重要保護(hù)作用?？傊O(shè)計(jì)人員只有在綜合考慮各種鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行合理的方案選擇，才能有效地提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱國(guó)珍.鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施綜述[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（5）：68-71，75.

[2] 李國(guó)強(qiáng).建筑鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)與防火保護(hù)措施[J].城市住宅，2019（6）：90-91.

[3] 魏東，孫秀山，劉應(yīng)華，等.鋼結(jié)構(gòu)抗火研究進(jìn)展[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2019（4）：17-22.

[4] 舒毅飛，王丹.淺談鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)及防火保護(hù)[J].山西建筑，2018，32（20）：81-83.

[5] 李國(guó)強(qiáng)，吳波，韓林海.結(jié)構(gòu)抗火研究進(jìn)展與趨勢(shì)[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2018，32（1）：1-13.