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钢结构工程钢构件的耐火与防火保护

钢结构工程钢构件的耐火与防火保护

【摘要】:
近年来,钢结构建筑应用在各个行业之中也越来越常见,无论是多高层建筑结构还是大跨度的桥梁以及各个行业之中都有所应用,既可以作为框架的主要建造成分也可以是作为单一的支撑结构部分,可以根据需求使用在不同部位之上。钢结构工程类型分为多种多样,可以是天桥,雨棚,阁楼,也可以是钢结构工程,仓库,办公楼,只要是需要使用到钢结构部分的结构,都可以作为钢结构工程。  钢结构工程具有造型美观大方、色彩明目、建筑体型多

  近年来,钢结构建筑应用在各个行业之中也越来越常见,无论是多高层建筑结构还是大跨度的桥梁以及各个行业之中都有所应用,既可以作为框架的主要建造成分也可以是作为单一的支撑结构部分,可以根据需求使用在不同部位之上。钢结构工程类型分为多种多样,可以是天桥,雨棚,阁楼,也可以是钢结构工程,仓库,办公楼,只要是需要使用到钢结构部分的结构,都可以作为钢结构工程。

  钢结构工程具有造型美观大方、色彩明目、建筑体型多样化、造价低、建设周期短、钢构件生产工厂化程度高、安装施工简便、平面布局灵活,同时钢材具有重量轻、材质均匀便于设计计算、可回收利用等诸多优点,越来越在现代工业钢结构工程中大量被采用。但钢结构工程也有一个致命的缺点就是不耐火。钢材虽是不燃材料,但是在明火高温作用下,随着温度的提高,其力学指标会发生很大的改变,承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降,在500摄氏度左右时,降低幅度更为明显,一般在15分钟左右就会因丧失承重能力而垮塌。

  因此,对建筑钢结构工程采取保护措施。一是对钢构件自身进行耐火保护,使其在火灾温度升高时不快速超过临界温度,规定时间内钢结构在火灾中也能保证稳定性,保障人员及财产安全;二是可对工业钢结构工程内部设置有效的防火分区,防止火势向其他区域蔓延、扩散。

  一、钢结构工程钢构件的耐火保护

  由于钢构件自身达不规范要求的耐火极限,因些需要对钢构件采取相应的耐火保护措施。 常用的耐火保护措施有防火涂料法、发泡防火漆法和外包防火层法

  1、防火涂料法

  防火涂料法就是在钢结构上喷涂防火涂料以提高其耐火极限。目前,我国钢结构防火涂料主要分为薄涂型和厚涂型两类,即薄型(B类,包括超薄型)和厚型(H类)。薄型涂层厚度在7mm以下,在火灾时能吸热膨胀发泡,形成泡沫状炭化隔热层,从而阻止热量向钢结构传递,延缓钢结构温度的提升,起到防火保护作用。其主要优点是:涂层薄,对钢结构负荷轻,装饰性较好,对小面积复杂形状的钢结构表面的涂抹工作比厚型要容易;厚型涂层厚度为8-50mm,涂层受热不发泡,依靠其较低的导热率来延缓钢结构温度的提升,从而起到防火保护作用。两者具有不同的性能特点,分别适用于不同场合,但是,无论那种产品均应通过国家检测机构检测合格,方可选用。

  关于防火涂料的喷涂一定要注意一下几点

  a、喷涂层太薄

  钢结构喷涂防火涂料的目的,是为了提高钢结构的耐火极限。钢结构耐火极限的性能指标与喷涂厚度密切相关。同种类的防火涂料,喷涂的厚度不同,其耐火极限也不一样。如钢结构的防火涂料的厚度不按设计要求喷涂,钢材的耐火极限就不可能达到消防的要求。据统计,喷涂层太薄,这类问题占25%。

  b、喷涂表面有乳突

  为了确保涂层表面均匀平整,喷涂厚度又要符合要求,钢结构工程,《钢结构防火涂料应用技术规范》第3.4.5条,厚涂型钢结构防火涂料施工中明确要求:喷涂后的涂层,应剔除乳突,确保均匀平整。

  c、选择类型不对

  不同类型的防火涂料,在钢结构上喷涂的厚度不同,而其耐火极限也是不相同的。不同部位的钢结构,喷涂不同类型的防火涂料,才能保证钢结构的耐火极限达到防火要求。如选错了类型,即便喷涂层达到了厚度,也不会达到防火要求。

  2、发泡防火漆法

  发泡防火漆是由成膜剂、阻燃剂、发泡剂等多种材料制造而成的一种阻燃涂料。防火漆与一般油漆相比,在物理性能方面基本一样,不同的是它干燥以后,漆膜本身不易燃烧,遇火时,能推迟火焰延烧到涂漆的可燃物上,具有一定的防火性能。据试验:将一般油漆与防火漆分别涂在木板上,干燥后,用同样的火焰烘烤,涂一般油漆的木板,不到2分钟就和油漆一起焦灼;而涂非膨胀型防火漆的木板,2分钟后仅出现阴燃现象,静置30秒后立即熄灭;涂膨胀型防火漆的木板,即使烘烤15分钟,连阴燃现象也未出现。由此可见,用防火漆涂于物体表面,一旦发生火灾,的确能在定时间里阻止火势蔓延,保护物体表面,从而为灭火取宝贵的时间。

  3、外包防火层法

  外包防火层法就是在钢结构外表添加外包层,可以现浇成型,也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝,并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面喷涂石灰水泥或是石膏砂浆以形成保护层,也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板,采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。

  二、钢结构工程的防火分区

  防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域(空间单元)。在建筑物内采用划分防火分区这一措施,可以在建筑物一旦发生火灾时,有效地把火势控制在一定的范围内,减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。常用的防火分区做法有设置防火墙和设置独立水幕,但由于工业生产钢结构工程的特殊性,这两种方法均有缺点。

  1、防火墙

  用防火墙将钢结构工程分隔开来控制火势蔓延,在民用建筑是常用办法,但在工业钢结构工程中,不仅因为钢结构工程大空间被分割后影响其通透性,而且从生产工艺的连续性要求心以及钢结构工程内物流组织的;若从生产管理的角度看,也不利于生产管理。

  2、独立水幕

  水幕可以起防火墙的作用,用独立水幕作防火分隔,是一个非常好的方案。防火水幕带宜采用喷雾型喷头,也可采用雨淋式水幕喷头。水幕喷头的排列不应少于3排,防火水幕带形成的水幕宽度不宜小于5m。这种分隔方式灵活,不像防火墙要把车间截断,理论上多大跨度都可以。在正常生产时,就好象它不存在,一旦有火灾需要防火分隔时,它可以立即实现有效分隔。但独立水幕作防火分区分隔也有不足之处:首先是需水量大;其次是钢结构工程内发生火灾开始往往是局部的,只需几个灭火器就能解决问题,可此时若启动水幕,会对生产设备造成破坏,由此造成的损失比局部火灾的损失更大。因此需严格控制水幕的启动时机,防止误动,所以设计时采用人工手动启动更合适;还有就是有效维护麻烦。

  三、总结

  综上所述,目前建筑钢结构工程的耐火保护和防火分区分别采用防火涂料法和独立水幕是较普遍的方法,但是由于钢结构工程因生产需要,实际应用时各方法也都有不如意的地方。我们仍需在实践中不断探索,以便找出更好的防火措施,在硬件上保障人员和财产安全。

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