建筑钢结构耐火性能的改善

1、建筑钢结构耐火性能的改善概述： 钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工进度快、结 构占用面积少、 工业化程度高等一系列优点， 它与混凝土结构相 比，环保且更有利于建筑产业化的发展。但从防火角度看，钢结 构虽然是不燃烧体，但很不耐火。由于混凝土材料价格低廉，可 塑性好，耐火性能好，维护保养费低等优点，目前钢筋混凝土结 构仍然是住宅建筑中应用最广的结构材料。 因此提高钢结构的耐 火性能是推广钢结构建筑的关键。一、建筑钢结构耐火性能的现状钢虽为不燃烧材料， 却是热的良导体， 一旦遇到高温火焰其 支撑力便会在一定时间内遭到破坏。 实验说明未覆盖耐火保护层 的钢构件的耐火极限距离防火规范的要求距离很

2、大， 根本不能满 足火灾情况下对建筑防火的要求， 必须对普通钢构件覆盖耐火保 护层。其应用的实际效果已经得到多起火灾的检验。 我国现行建 筑设计防火规范用耐火极限作为建筑物构件燃烧性能的判定标 准，可以看出未加保护的钢梁、钢柱、钢制屋顶承重结构的耐火 极限，要克服钢结构材料在实际应用中防火性能方面的不足， 必 须对其进行必要的防火处理， 以达到规范对相应的使用性质和建 筑规模建筑的耐火等级要求。 美国防火规范对建筑物的抗火能力 （ 耐火等级）的分级 5 级，对承重墙和支承多层的柱、主梁等 承重构件规定其耐火极限较高， 日本的防火规范要求低些； 我国 的高层民用建筑设计防火规范 规定高层民用建筑

3、结构的耐火 极限，大致与美、日相似，但略低于美国的规定，如一级耐火等 级建筑的防火墙、 柱和承重墙、 楼梯间墙及梁的耐火极限没有的 规定。如何提高钢结构的耐火极限是我们面临的现状。二、提高钢结构耐火性能的途径钢结构耐火极限低， 防火保护层易被破坏， 决定了钢结构建 筑必须重视防火问题， 鉴于此，应采取相应有效的消防安全措施。 钢结构建筑防火保护方法要提高钢结构防火性能， 就要阻隔火灾 热量向钢材的传递， 以延缓钢材温升的速度， 推迟钢构件达到破 坏时的临界温度的时间。（一）积极应用建筑耐火钢改革钢结构的材料组份， 使其具有特定的成分、 表面结构和 微观组织， 增强其耐火抗高温的性能， 是提高钢

4、结构建筑消防安 全系数的治本措施之一。1、实施钢结构防火保护 对钢结构可采取混凝土包覆保护、 外砌粘土砖保护、 防火包 覆保护和防火涂料喷涂保护等措施，以提高钢结构的耐火极限。 对于空心钢柱也可采取在柱内灌注防冻防腐液、 循环冷却液体或 填充水泥的办法进行保护。在实施钢结构防火保护措施的施工 中，必须保护到位，不留盲区，保证质量。外包层法即采用防火 材料将钢构件包裹起来，是提高钢构件耐火性能最常用的方法：2、在钢构件四周浇抹混凝土或砌筑耐火砖。采用混凝土或 耐火砖将钢构件完全封闭。3、采用轻质防火板材作为防火外包层。采用纤维增强水泥 板、石膏板、硅酸钙板、蛭石板等非燃材料的防火板将钢构件包 裹

5、起来。4、喷涂钢结构防火涂料。将钢结构防火涂料施涂于钢结构 表面，形成耐火隔热保护层。 钢结构防火涂料根据高温下涂层变 化情况分膨胀型和非膨胀型两大系列。 膨胀型防火涂料， 又称超 薄型防火涂料，其基料为有机树脂，阻燃体系为聚磷酸铵、季戊 四醇、三聚氰胺。遇火会自发膨胀，形成比原涂层厚度大十几倍 到数十倍的多孔碳质层，用于钢结构防火，非膨胀型防火涂料， 又称厚涂型防火涂料， 其主要成份为无机绝热材料， 遇火不膨胀， 自身具有良好的隔热性， 喷射无机纤维防火护层材料， 无机纤维 材料具有低密度、高热容、低导热的突出特点，并有很好的附着 力，在高温火场中， 厚度没有明显的变化， 护层不熔化、 不脱

6、落， 能够使被保护， 尤其适用于耐火极限要求比较高的高层钢机构的 防火保护。近几年我国钢结构建筑发展迅速， 其防火保护方法绝大多数 采用喷涂防火涂料的方法。 此外，国际上少数钢结构建筑采用水 冷却进行钢结构防火保护。 这种钢结构的保护方法在我国尚未采 用过。目前，国内外通常是采取对钢结构表面喷或涂刷防火材料 或包裹耐火材料等办法保护钢结构不被火焰直接烧烤而提高其抗火能力。国内外钢结构建筑火灾正反两方面的经验表明，钢结构防火喷涂的质量、时效、涂层粘结力、使用中是否有松动、开 裂或是否受到大的冲击、震动等等会直接影响到钢构件的防火安 全，应该引起有关部门的重视。为此，有关部门应加强研究，进 一步采

7、取可靠的安全措施，保障钢结构建（构）筑物的消防安全。 从目前的情况看，特别要研究耐火性能好、时效长、粘结力高的 新的钢结构防火材料；研制耐高温价廉物美的金属、非金属钢结 构复合防火材料及轻质、高强、耐火的混凝土等新材料，进一步 提高钢结构的耐火能力，应是我国建筑界、工程界和消防界的新 课题。（二）火灾模型的建立在钢结构抗火设计乃至建筑防火设计中，造成结构浪费或结 构不安全的主要问题就在于对规范的生硬套用上，没有对具体建筑进行具体分析。不同的建筑因其使用功能不同， 诱发火灾的因 素、火灾荷载、蔓延途径、升温过程和火灾延续时间是不同的。 应针对建筑特点和使用功能，认真分析火灾的随机性，建立符合 具体的火灾模型。确定易发生火灾的部位；