浅谈钢结构的耐火保护方案样本.doc
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1、浅谈钢结构耐火保护摘要: 钢结构是现代建筑工程中较一般结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构国家,远在秦始皇时代(公元前246-2),就已经用铁做简单承重结构, 而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪, 聪慧勤劳中国人民就用铁链修建铁索悬桥,著名四川泸定大渡河铁索桥,云南元江桥和贵州盘江桥等全部是中国早期铁体承重结构例子。中国即使早期在铁结构方面有卓越成就,但因为多年封建制度束缚,科学不发达,所以,长久停留于铁制建筑物水平。直到19世纪末,中国才开始采取现代化钢结构。新中国成立后,钢结构应用有了很大发展,不管在数量上或质量上全部远远超出了过去。在设计、制造和安装等技术方面
2、全部达成了较高水平,掌握了多种复杂建筑物设计和施工技术,在全国各地已经建造了很多规模巨大而且结构复杂钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等,中国人民大会堂钢屋架,北京和上海等地体育馆钢网架,陕西秦始皇兵马佣陈列馆三铰钢拱架等。 1. 钢结构优点。 1.1钢结构重量轻,即使钢比重大,但因其机械性能很好,能够承受较大荷载,故钢结构件截面尺寸小,一样跨度一样荷载时,钢屋架重量最多不过钢筋混凝土屋架1/4或1/3,钢结构重量小,便于运输。 1.2. 材质均匀,和力学计算假定比较符合,钢材内部组织比较均匀,按近于各向同性体,而且在一定应力幅度内几乎是完全弹性。所以,钢结构实际受力情况和建筑力学计算
3、结果比较符合。 1.3. 钢结构制造、安装机械化程度高。钢结构含有某种段度技术密集型性质,钢结构所用材料单一,而且是成品,加工简便,机械化程度高,建造快速,轻易确保质量,适宜于成批大量生产,从构件工厂加工到现场吊装,工业化程度大大高于含有劳动密集性质现浇钢筋混凝土结构。 1.4. 钢结构安装施工简便。纲结构由专业化金属构件厂生产构件(梁、屋架、柱等),在工地上用电焊或螺栓(或高强螺栓)连接起来,施工安装简便快速, 提升施工速度,已成为降低工程造价最关键原因,结结构价问题已降到次要地位。而且,螺栓连接钢结构便于改造拆迁。 1.5. 钢结构在平面布局上灵活性,则是另一关键特点。在信息时代今天,对室
4、内平面,空间和内部设施要求愈加严格了。原先布局和设备,很快就可能变成不太适用或完全不适用,钢结构却可为平面重新布局提供更大可能性,从而延长建筑物使用寿命。钢结构即使有这么多优点,但却有一个致命缺点:不耐火。钢材即使是不燃材料,但在火灾高温作用下,其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度升高而降低,在550左右时,降低幅度更为显著,通常在15分钟左右就会丧失承重能力而垮塌。中国外钢结构建筑物火灾案例全部证实,发生火灾后20分钟以内就把建筑物烧垮,最终形成一片废墟。1973年5月天津市体育馆火灾,1969年12月上海文化广场火灾,1972年8月北京二七机车车辆厂纤维板车间火灾,全部曝露了钢结构耐
5、火性能差致命弱点。 2. 钢结构耐火保护方法。 因为钢结构耐火能差,在火灾高温作用下很快失效坍毁,耐火极限仅15分钟,若采取方法,对钢结构进行保护,使其在火灾时温度升高不超出临界温度,钢结构在火灾中就能保持稳定性,对钢结构采取保护方法,从原理上来讲,关键可划分为两种:截流法和疏导法。 2.1. 截流法 截流法原理是截断或阻滞火灾产生热流量向构件传输,从而使构件在要求时间内温升不超出其临界温度。其作法是构件表面设置一层保护材料,火灾产生高温首先传给这些保护材料,再由保护材料使给构件。因为所选材料导热系数较小,而热容又较大,所以能很好地阻滞热流向构件传输,从而起到保护作用。截流法又分为喷涂法、包封
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