浅谈钢结构建筑设计常见问题及解决办法

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaofan8810060855
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  摘要:随着国民经济的发展,人民生活水平不断提高,建筑功能日益完善。随之,建筑的防火设计是当前迫切分析的一个综合性问题。建筑的形式不同,在防火设计方式上的也要考虑不同的措施和方法。本文主要介绍了钢结构建筑的防火设计的常见问题和解决办法。
  关键词:建筑防火设计;钢结构建筑;防火设计
  中图分类号:TU2文献标识码: A
  近年来,我国工业金属冶炼技术迅速发展,金属钢在生产产量和质量方面都取得了较大的进步。面对如此良好的发展前景,钢结构建筑的研究是非常有意义的。随着钢结构建筑的产生及发展,建筑火灾也开始发生着变化,其中钢结构建筑火灾防火刻不容缓。因此对于钢结构建筑的防火设计研究同样具有深远的意义。钢结构建筑是建筑业发展的一种新兴的建筑形式,以其环保、节能不燃、抗震等优势越来越受到人们的青睐,做好钢结构建筑的防火设计,是火灾发生时尽可能的减少火灾损失和人员伤亡的一个关键环节。
  一、钢结构建筑的特点分析
  中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料,具有很高的再循环价值,边角料也有价值,不需要制模施工。钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、造型美观、维护方便等优点,其应用越来越广泛。钢结构的发展与钢产量紧密相关。我国已经成为世界产钢大国,2005年中国生产钢已突破3亿吨,其中钢结构的产量高达1.4亿,能源、交通、冶金、机械、化工、电力、建筑及基础设施建设等领域的钢结构产业已成为国民经济建设的支柱。钢结构的材料具有良好的导热性,这点对于结构工程的建筑时很容易穿替热量。在钢材的结构性能方面,钢材的屈服极限强度的温度在260℃,当超过该温度后。钢材的强度会降低,在650℃时,钢材的强度几乎为0,这时钢材就完全没有了承受载荷的能力,并且在巨大外力的作用下会产生结构上的变形而导致失去工作能力。此外,钢结构的耐热性很差,当发生火灾的时候会发生崩塌现象。因为了防止发生火灾时结构建筑产生这种情况,就必须结构钢结构的热力学和结构特点,采取有效的防火措施。
  二、建筑钢结构防火设计的必要性
  近年来,城市人口的急剧增加,促进了高层建筑和新型建筑材料大量使用,同时也增加了火灾发生的几率。目前,频繁发生的火灾,造成了大量的人员伤亡和财产损失,已经成为了城市灾害的主要危害之一。
  建筑物的起火原因一般都非常复杂,因此要做到杜绝火灾发生基本上不可能。当火灾发生后,必须要阻止火灾的进一步蔓延,使人员及时地有序离开火场,阻止人员抢救并减少财产损失。因此建筑钢结构防火性的设计时十分必要的,其中防火涂料是一种防护性作用的材料,具有重要的防火作用。
  防火涂料就是通过将涂料刷在那些易燃材料的表面,能提高材料的耐火能力,减缓火焰蔓延传播速度,或在一定时间内能阻止燃烧,这一类涂料称为防火涂料。在建筑材料表面涂覆防火涂料,是建筑材料常用而有效的防火保护方法。防火涂料除了一般涂料所具有的防锈、防水、防腐、耐磨以及涂层坚韧性、着色性、粘附性、易干性和一定的光泽以外,其自身应是不燃或难燃的,不起助燃作用。其防火原理是涂膜层能使底材与火(热)隔离,从而延长了热侵人底材和達到底材另一侧所需要的时间,即延迟和抑制火焰的蔓延作用。如火焰侵入底材所需的时间愈长,则涂层的防火性能愈好。因此,防火涂料的主要作用是隔热和限燃。
  钢结构防火涂料施工方便:喷涂、辊涂、刷涂均可。附着力强:对环氧型、醇酸型、酚醛型防锈底漆具有很强的附着力,坚固耐久,应用广泛、质优价廉。 CDGC-A型室内超薄型钢结构防火涂料适用于耐火极限要求大于2h以上各种钢结构工程承重构件的防火保护。如航天、石油、化工、电力、冶金、国防、轻纺工业等各类室外建筑特承重钢结构件的防火保护,还特别适用于一些具有烃类化学品(如油类、溶剂类等)火灾危险的钢结构工程,如石油化工工程、汽车库、石油钻井平台、贮油设施支撑架的防火保护等。
  三、钢结构建筑防火设计存在的问题
  钢材耐热而不耐高温。随着温度的升高,强度就降低。当周围存在着辐射热,温度在150度以上时,就应采取遮挡措施,如果火灾发生后导致结构温度达到500度以上时,就可能全部瞬时崩溃。从钢结构建筑发生火灾的案例分析可以发现两类现象,第一类是具有防火保护的钢材结构在承受高温火灾时耐热时间没有到达规定时间,另一类是具有防火保护的钢结构在长时间的火灾中表现出了持久的耐火性能并没有发生破坏。
  四、钢结构的防火措施
  1. 钢结构外包层保护
  在钢结构外表涂改砂浆或用混凝土包层等方式构成保护层的保护办法。现浇成型的钢结构外包层结构一般会用钢筋进行加固,来约束缩短裂缝确保外包层表面的强度。砂浆可所以石灰水泥或是石膏砂浆,也能够选用蛙石砂浆或掺人珍珠岩和石棉。一起外包层也能够用石棉、水泥、珍珠岩、轻混凝土做成预制板,选用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢布局上。当前中国一些公司出产的蒸压加气混凝土板的耐火功能现已到达国家标准,在许多工程中得到了运用。
  2. 冷却一空心型钢布局
  即在钢结构内充水循环冷却的保护办法,它是抵挡火灾最有用的防护办法。这种办法能使钢布局在火灾中坚持较低的温度,水在钢布局内循环,吸收资料自身受热的热量,受热的水经冷却后能够进行再循环,或由管道引入凉水来代替受热的水。
  3. 耐火候钢的运用
  耐火耐候钢具有优秀的耐高温和耐大气腐蚀性,在中国它是作为当前修建上运用较多的Q235钢和Q345钢的代替钢种,它具有与一般修建用钢适当的室温力学功能、焊接功能以及其它功能。运用耐火耐候钢能够不必或削减涂装,由此能够削减防火涂料和防火包覆的运用,然后削减污染、大大节省保护本钱;别的钢材厚度好可减薄,节省归纳本钱30%以上。且这种耐火性和耐候性还具有永久性和自愈性,即钢材不管在加工或焊割后,仍是在执役运用中外表擦撞或火灾后,其耐候性、耐火功能够不变,这是一般钢及附加保护层后不可能具有的。
  4.涂抹防火涂料
  将钢结构防火涂料涂刷在构件外面保护构件。受热时这些资料胀大在钢布局外表构成恰当的保护层,大大提高了钢布局在火灾中的安全性。这种办法具有防火隔热功能好、施工不受钢布局几许形体约束等长处,通常不需要增加辅佐设备,且涂层质量轻,还有必定的漂亮装修效果,归于现代的领先防火技术办法。
  五、防火设计中的注意事项
  (1)在喷涂防火涂料的时候,必须对结构的表面烦人铁锈、灰尘等进行清理,并喷涂底漆。底漆的选择应该具有不可燃性,并且不与钢材和防火涂料之间发生化学反应。
  (2)在结构的设计中要设计隔热层加,隔热层一般有砖和耐热材料构成,这样可以避免钢材结构受到高温熔化金属的侵蚀。并且当结构的表面受到高的热辐射的时候,必须加上水套,进行防火措施。
  (3)对于重要部位的结构,防火材料的选择与涂料布置尤为重要。一般对于节点部位采取的是加厚涂料处理。
  (4)工程设置的耐火等级要与建筑功能项符合。对于重要区域设置耐火等级一级、二级。同时限制防火墙间的面积,设置防火区。
  (5)在设计时必须首先考虑到人员的安全疏散问题,通过科学设计,制定合理有效的最佳逃生线路,并且合理布置安全出口。
  (6)在设计时要按照规范要求在通风管道的适当位置设置防火闸阀门,并选择良好的耐热和不可燃性材料,防止火灾蔓延。
  (7) 设置全方位的火灾自动报警及消防联动系统,并且安装消防设备和逃生面具。
  结语
  深入研究钢结构建筑构件耐火的设计与方法,提出相对合理的预测和计算方法,能为科学合理的确定钢结构构件耐火的时间,在确切实保证钢结构预定耐火安全水平的前提下,尽可能地提高结构的耐火保护投资效益的性能比。因此,钢结构防火研究在理论以及实际应用过程中都具有十分迫切的社会和经济意义。
  参考文献
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