浅议钢结构的防火处理措施

    李小梅

    摘要：钢结构的建筑物往往给人带来很强的现代感，钢结构能够实现建筑大跨度、造型美观的要求，并且随着经济发展，许多轻钢结构的建筑物如雨后春笋，因此钢结构被广泛运用在单层、多层厂房、库房及高层建筑中。

    关键词：钢结构；材料

    钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的承载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑设计人员的青睐。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷如：钢材是热的良导体，不耐火，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构在温度作用下变化的趋势是：随着温度的升高，钢材的强度会降低，变形增大。在 200℃ 以内，钢材性能基本没有什么变化； 430℃～540℃之间，屈服点和极限强度显著下降；温度达到 600℃ 时几乎完全失去强度、失去承载能力，而明火焰的温度通常在700～2000℃之间，远远超过钢材的承受能力。一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到“建筑设计防火规范GB50016-2006”规定的极限范围。

    防止钢结构在火灾中迅速升温发生变形塌落，其措施是多种多样的，几种钢结构防火措施如下：

    1 涂刷防火涂料法

    在钢结构设计中，涂刷防火涂料是设计首选的一种方法。涂刷在钢结构表面防火涂料，能形成耐火隔热保护层，以提高钢结构耐火极限，防火涂料分为厚型、薄型、超薄型等几种：室内裸露钢结构、轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构，当规定耐火极限在1.5h及以下时，宜选用薄涂型钢结构防火涂料。室内隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在1.5h以上时，应选用厚涂型钢结构防火涂料。露天钢结构，应选用适合室外用的钢结构防火涂料。厚型涂料又称为非膨胀型涂料，厚度一般在 7mm～50mm之间，其主要成份为无机绝热材料，遇火不膨胀，自身具有良好的隔热性。该种涂料呈颗粒状，施工方法为喷涂，高温时依靠涂料本身的厚度及较低的导热率起到对钢构件的隔热作用。薄型和超薄型涂料又称为膨胀型涂料，厚度一般为1mm～3mm ，该种涂料涂层较薄，有一定装饰效果，属于现代的先进防火技术措施。施工方法可喷可刷，高温时会自发膨胀，形成比原涂层厚度大十几倍到数十倍的多孔碳质层，保护钢构件。我们在单层轻钢结构设计中经常使用LG 防火隔热涂料，保护层厚度 1.5cm 的钢梁，其耐火极限可达 1.5h，远远超过无保护层钢梁 0.25h 的耐火极限。

    2 发泡防火漆法

    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種阻燃涂料。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。

    3 外包保护层法

    采用防火材料将钢构件完全封闭起来，通常采用的是混凝土、耐火砖或防火板。用混凝土制作外包层时，可以在钢结构上现浇成型，且可以采用钢筋或钢丝网来加强，保护混凝土外壳的强度，限制收缩裂缝，也可采用预制板，固定在钢结构上做为保护层。 目前国外还广泛采用喷射无机纤维防火护层材料，这种方法尤其适用于耐火极限要求比较高的高层钢结构的防火保护。

    4 水冷却法

    在空心钢构件内充水，采用循环水进行冷却是抵御火灾最有效的方法之一。当温度上升时，空心钢构件内的水可带走大量的热，受热的水经冷却降温循环使用或经外部引入冷水引出热水，从而使钢构件在火灾时保持较低温度。这种技术在国外被广泛地使用在钢柱的防护中。

    5 彻底屏蔽法

    用耐火材料组成的构件将钢结构彻底屏蔽，是最经济的保护方法。比如将钢结构隐藏在防火墙体内或耐火材料顶棚中。采用这种方法在不增加钢结构本身耐火材料、不采取其他防火手段、不增加成本的前提下就可以大大提高其耐火性能，达到防火要求。这是一种最为经济的防火方法。随着钢结构的广泛应用，我们在设计时，要加大对其的防火保护，采取适当、有效的防火措施，以增强钢结构构件的耐火极限，满足建筑功能要求的耐火等级。