摘 要：目前，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑日趨增多，包括高層建筑，采用鋼結(jié)構(gòu)材料更為廣泛。這些建筑一旦發(fā)生火災(zāi)事故，火不是在短時(shí)間內(nèi)就能撲滅的，這就要求建筑師在設(shè)計(jì)時(shí)，加大對(duì)建筑材料的防火保護(hù)，以增強(qiáng)其耐火極限，并在建筑內(nèi)部制訂必要的應(yīng)急方案，以減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。本文就鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)特點(diǎn)和防火設(shè)計(jì)談一點(diǎn)自己的見解，供大家參考。

　　關(guān)鍵詞：消防職稱論文范文,鋼結(jié)構(gòu)建筑,防火,設(shè)計(jì)

　　一、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

　　鋼結(jié)構(gòu)之所以運(yùn)用越來越廣泛，這正是由于其自身巨大優(yōu)點(diǎn)所決定的。鋼結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)點(diǎn)：首先，重量輕、強(qiáng)度高。其次，抗震性能好，其延性比鋼筋混凝土好。從國(guó)內(nèi)外震后調(diào)查結(jié)果看，鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌數(shù)量最少的。再次，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠制作，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，縮短施工工期，符合產(chǎn)業(yè)化要求。第四，鋼結(jié)構(gòu)工廠制作質(zhì)量可靠，尺寸精確，安裝方便，易與相關(guān)部品配合。還有就是鋼材可以回收，建造和拆除時(shí)對(duì)環(huán)境污染較少�？傊�，鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比較，具有自重輕、強(qiáng)度高、抗震性能好，施工快等優(yōu)點(diǎn)。適合于活荷載占總荷載比例較小結(jié)構(gòu)，更適合于大跨度空間結(jié)構(gòu)、高聳構(gòu)筑物并適合在軟土地基上建造。也符合環(huán)保與資源再利用的國(guó)策，其綜合經(jīng)濟(jì)效益越來越為各方投資者所認(rèn)同。

　　二、鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性

　　1.耐火性能差

　　鋼材本身不燃燒，卻不耐高溫，其機(jī)械性能如屈服點(diǎn)、彈性模量、抗壓強(qiáng)度、荷載能力等均會(huì)隨溫度的升高而急劇下降，當(dāng)鋼構(gòu)件溫度達(dá)到350、500、600攝氏度時(shí)，強(qiáng)度分別下降1/3、1/2、2/3。而明火焰的溫度通常在700～2000℃之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼材的承受能力。而且鋼構(gòu)件由單一材料組成，導(dǎo)熱系數(shù)大，在高溫作用下，熱量會(huì)迅速傳導(dǎo)至內(nèi)部，溫升快，在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間―升溫曲線的試驗(yàn)條件下，裸露鋼構(gòu)的耐火時(shí)間僅15分鐘，不如普通木柱的耐火時(shí)間。

　　2.跨度大、空間大.火災(zāi)蔓延迅速

　　跨度大、空間大是鋼結(jié)構(gòu)建筑的顯著特點(diǎn)，而且大部分鋼結(jié)構(gòu)建筑無明顯有效的防火分隔，門窗多，內(nèi)部空氣流通好，可燃物料多，一旦發(fā)生火災(zāi)，熱輻射強(qiáng)，煙霧濃，燃燒猛烈，在強(qiáng)大熱氣流的作用下，火勢(shì)迅速向垂直、水平方向蔓延，形成大面積火災(zāi)。

　　3.整體連接性強(qiáng)。易變形倒塌

　　鋼結(jié)構(gòu)作為承重構(gòu)件，在火災(zāi)狀態(tài)下，遇高溫受熱膨脹，強(qiáng)度降低，再遇冷水急劇收縮，脆性增強(qiáng)，極易失去支撐作用。由于鋼結(jié)構(gòu)整體連接性強(qiáng)，只要局部遭到破壞，就能形成建筑物的整體坍塌和毀滅。

　　三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)

　　1.合理確定建筑物的耐火等級(jí)

　　各種建筑物由于其使用功能和重要性的不同，火災(zāi)危險(xiǎn)性也存在差異。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)業(yè)主提供的建筑要求，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)，確定建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性，再根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性，確定建筑物的耐火等級(jí)。比如一個(gè)60m高的綜合樓，根據(jù)《高規(guī)》其屬于一類高層建筑，它的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，其梁、柱、屋頂承重構(gòu)件的耐火極限應(yīng)分別不低于2，3，1.5h。如果在設(shè)計(jì)時(shí)沒有正確核定耐火等級(jí)，確定的耐火等級(jí)過高或過低，都會(huì)造成設(shè)計(jì)失誤，過高造成浪費(fèi)，過低則埋下安全隱患。

　　2.耐火保護(hù)

　　要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際運(yùn)用中克服防火方面的不足，必須進(jìn)行防火處理。其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍，防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā)生形變塌落。

　　(1)噴涂法

　　噴涂法是用噴涂機(jī)具將防火涂料直接噴在構(gòu)件表面，形成保護(hù)層。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按所使用的膠黏劑的不同可分為有機(jī)防火涂料和無機(jī)防火涂料兩類;按涂層厚度分為薄涂型和厚涂型兩類。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)涂料涂層厚度一般為2～7mm，高溫時(shí)涂層膨脹增厚，具有耐火隔熱作用，耐火極限可達(dá)0.5～1.5h，這種涂料又稱綱結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料;厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料厚度一般為8～20mm，粒狀表面，密度較小，導(dǎo)熱系數(shù)低，耐火極限可達(dá)0.5～3.0h，這種涂料又稱鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。

　　鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火原理有：一是涂層對(duì)鋼基材起屏蔽作用，使鋼結(jié)構(gòu)不至于直接暴露在火焰高溫中;二是涂層吸熱后部分物質(zhì)分解放出的水蒸汽或其他不燃?xì)怏w，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用;三是涂層本身多孔輕質(zhì)和受熱后形成碳化泡沫層，阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼基材強(qiáng)度的降低，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。

　　在噴涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時(shí)，噴涂的厚度必須達(dá)到設(shè)計(jì)值，節(jié)點(diǎn)部位宜適當(dāng)加厚。必要時(shí)，涂層內(nèi)應(yīng)設(shè)置與鋼結(jié)構(gòu)相連的鋼絲網(wǎng)，以確保涂層黏附牢固。噴涂法適用范圍最為廣泛，可用于任何一種鋼構(gòu)件的耐火保護(hù)。

　　(2)包封法

　　包封法就是在鋼結(jié)構(gòu)表面做耐火保護(hù)層，將構(gòu)件包封起來，其具體做法如下。

　　1)用現(xiàn)澆混凝土作耐火保護(hù)層。所使用的材料有混凝土、輕質(zhì)混凝土及加氣混凝土等。這些材料既有不燃性，又有較大的熱容量，用作耐火保護(hù)層能使構(gòu)件的升溫速度減緩。由于混凝土的表層在火災(zāi)高溫下易于剝落，可在鋼材表面加敷鋼絲網(wǎng)，進(jìn)一步提高其耐火性能。

　　2)用砂漿或灰膠泥作耐火保護(hù)層。所使用的材料一般有砂漿、輕質(zhì)巖漿、珍珠巖砂漿或灰膠泥、蛭石砂漿或石灰膠泥等。上述材料均有良好的耐火性能，其施工方法常是金屬網(wǎng)上涂抹上述材料。

　　3)用礦物纖維。其材料有石棉、巖棉及礦渣棉等。具體施工方法是將礦物纖維與水泥混合，再用特殊噴槍與水霧同時(shí)直接噴在鋼構(gòu)件上，也可以向鋼構(gòu)件上的金屬網(wǎng)噴涂(后者效果較好)，構(gòu)成海綿狀的覆蓋層，然后抹平或任其呈凹凸?fàn)睢?/p>

　　4)用輕質(zhì)預(yù)制板作耐火保護(hù)層。所用材料有輕質(zhì)混凝土板、泡沫混凝土板、硅酸鈣成型板及石棉成型板等等。其做法是以上述預(yù)制板包覆構(gòu)件，板問連接可采用釘合及黏合。這種構(gòu)造方式施丁簡(jiǎn)便而工期較短，并有利工業(yè)化。同時(shí)，承重(鋼結(jié)構(gòu))與防火(預(yù)制板)的功能劃分明確，火災(zāi)后修復(fù)簡(jiǎn)便且不影響主體結(jié)構(gòu)的功能，因而具有良好的復(fù)原性。

　　(3)屏障保護(hù)法

　　屏障保護(hù)法是把鋼結(jié)構(gòu)包藏在耐火材料組成的墻體或吊頂內(nèi)，在鋼梁、鋼屋架下做耐火吊頂�；馂�(zāi)時(shí)可以使鋼梁、鋼屋架的升溫大為延緩，大大提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火能力，而且這種方法還能增加室內(nèi)的美。但要注意吊頂?shù)慕涌p、孔洞處是否嚴(yán)密，防止竄火。

　　(4)水噴淋法

　　水噴淋法是在結(jié)構(gòu)頂部設(shè)噴淋供水管網(wǎng)，火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)(或手動(dòng))開始噴水，在構(gòu)件表面形成一層連續(xù)流動(dòng)的水膜，從而起到保護(hù)作用。

　　(5)充水冷卻保護(hù)法

　　與前四種方法不同的是充水冷卻保護(hù)法允許熱量傳到構(gòu)件上，然后設(shè)法把熱量導(dǎo)走或消耗掉，同樣可使構(gòu)件溫度不至升高到臨界溫度，從而起到保護(hù)作用。該方法是在空心封閉截面中(主要是柱)充滿水，火災(zāi)時(shí)構(gòu)件把從火場(chǎng)中吸收的熱量傳給水，依靠水的蒸發(fā)消耗熱量或通過循環(huán)把熱量導(dǎo)走，構(gòu)件溫度便可保持在100℃左右。從理論上講，這是鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)最有效的方法。只要補(bǔ)充水源，維持足夠水位，而水的比熱和氣化熱又較大，構(gòu)件吸收的熱量將源源不斷地被耗掉或?qū)ё摺?/p>

　　四、結(jié)束語

　　科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，審美觀的改變必然使得鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷地去擴(kuò)展自身的表達(dá)語匯而尋求發(fā)展。隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的增加，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用必然會(huì)越來越廣泛，也必然會(huì)產(chǎn)生越來越深遠(yuǎn)的影響。我們所提倡的是要拋開風(fēng)格要素，從理性主義出發(fā)，創(chuàng)造出技術(shù)和藝術(shù)有機(jī)融合的鋼結(jié)構(gòu)精品建筑。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3] 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì).鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004：624.