钢结构建筑防火保护关键问题及对策解析_蒋乾.pdf
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1、Public Utilities Design公用工程设计1引言现代建筑工程领域,钢结构已被广泛应用,特别是高层建筑、展览场馆、体育场馆、工业建筑中,设计单位普遍采用钢结构进行设计。然而,在不具备防火保护措施条件下,在火灾引发的高温环境中,普通钢结构约15 min便存在坍塌风险,严重阻碍了火灾援救,并对使用者带来生命危险。为有效提升钢结构建筑物耐火极限,GB 512492017建筑钢结构防火技术规范(以下简称技术规范)为钢结构制订了一系列的防火保护措施,设计单位、施工单位、物业公司应对钢结构建筑防火保护关键问题进行深度分析。2钢结构建筑火灾危害分析作为现代建筑物施工中的主要材料,尽管钢结构属不
2、可燃材料,然而钢材本身就为热良导体,极易导热、传热,通常在温度260 的环境下钢结构屈服点、极限强度均会快速下降。当温度400 时,其屈服强度将快速下滑至室外温度强度的1/2。温度650 时,钢材将完全丧失刚度,强度,近似于零,此刻钢材将彻底失去承载力出现严重变形,无法继续工作。钢结构建筑,其最大的缺点在于具有较差的耐火性能,倘若不对钢结构进行防火处理,即使钢材自身不会遇火燃烧,但高温环境之下其强度无法保证,一旦发生严重火灾,极易变形继而出现坍塌,为建筑物使用者带来巨大经济损失甚至人员伤亡,且严重阻碍消防部门的救火、救援行动1。3钢结构的耐火性能与温度变化时的力学性能3.1钢结构耐火性能分析钢
3、结构有极高的燃点,属不可燃材料,然而其耐火性能极差。外界高温条件下,容易出现应变,当应变积累至一定程度后,钢结构将遭到破坏,随着外界温度的上升,钢结构将表现出显著的膨胀性特征,700 以下环境中,随温度逐渐上升,钢结构膨胀应变逐渐增大,但一旦温度达到800900,钢结构的膨胀应变将产生回缩现象,温度超过900 后,钢结构将再次膨胀,如此反复膨胀。3.2温度变化时钢结构的力学性能分析建筑物施工期间,会以钢结构的梁、柱、屋架作为建筑物骨架,其安全性直接影响建筑物的整体安全水平。钢结构建筑【作者简介】蒋乾(1986),男,浙江宁波人,从事消防监督研究。钢结构建筑防火保护关键问题及对策解析Analys
4、is of Key Problems and Countermeasures ofFire Protection in Steel Structure Building蒋乾(江苏省消防总队苏州消防救援支队,江苏 苏州 215000)JIANG Qian(JiangsuProvincialFireBrigade,SuzhouFireandRescueDetachment,Suzhou215000,China)【摘要】针对钢结构防火保护关键问题,以提升我国钢结构施工单位、建设单位对防火保护对策的掌握为目标,结合大量文献阅读、相关材料分析,对钢结构建筑火灾危害、钢结构的耐火性能与温度变化下的力学性能
5、进行分析,研究钢结构建筑防火保护关键问题,提出钢结构防火保护有效策略。【A b s t r a c t】Based on the key issues of fire protection of steel structure,the author aims to improve the mastery of fire protectioncountermeasures of steel structure construction units and construction units.Based on the extensive literature reading and analys
6、is of relatedmaterials,the author analyzesthe fire damage ofsteel structure,fire resistance and mechanical propertiesofsteel structure under the change oftemperatureandresearchonkeyissuesoffireprotectionofsteelstructure,putsforwardtheeffectivefireprotectionstrategyofsteelstructure.【关键词】钢结构建筑;防火保护;防火
7、保护对策;耐火性【K e y w o r d s】steelstructurebuilding;fireprotection;fireprotectioncountermeasures;fireresistance【中图分类号】TU998.1;TU391【文献标志码】B【文章编号】1007-9467(2023)06-0049-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.21649Construction&DesignForProject工程建设与设计下多数骨架以钢材料制备,尽管钢材料并非可燃材料,但随着温度的变化,其力学性能也将发生变化。经试验研究,当外界温度达到35
8、0 时,钢结构的强度将下降至原来的2/3;温度达到500 时,强度下降至原来的1/2;温度达到600 时,强度下降至原来的1/3。钢结构自身温度达到500 时,将失去对建筑物稳定的支撑作用,在钢结构自身温度900 时,15 min之内钢结构会快速倒塌。综合分析,作为建筑物的主要骨架,钢结构需要承受建筑物荷载,然而火灾情况下,钢结构承载力将快速下降,一旦超出钢结构耐火极限,将出现严重破坏,且火灾规模越大,对钢结构产生的影响越严重,故对钢结构建筑采取防火保护措施对于建筑物安全性而言至关重要2。4钢结构建筑防火保护关键问题分析4.1防火保护设计不当首先,需要针对部分钢结构开展特殊的消防设计,但对于8
9、 m以上的钢结构,多数工程项目不采取防火保护措施,这种设计方式,必然为钢结构建筑在特大火灾中带来巨大的安全隐患。其次,尽管多数钢结构建筑项目在设计阶段均对钢结构防火做出了明确要求,如国家体育馆、北京丰台火车站、北京环球影城主体公园等大型建筑物,均在设计说明中指出必须采取膨胀性钢结构防火涂料,确保在火灾发生期间,涂料受热快速膨胀至原厚度的5倍,形成钢结构外部的质密碳质层,以实现钢结构的保护。但目前市场建筑材料厂商质量参差不齐,一旦购买假冒伪劣商品,则易导致钢结构在火灾中保护层失效3。最后,GB 149072018钢结构防火涂料将膨胀型钢结构防火材料划分为两大类,即水基性防火涂料、溶剂性防火材料。
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