2 鋼結構的防火

　　2.1 鋼結構防火重要性 鋼材雖為非燃燒性材料，但鋼材不耐火，溫度400℃時，鋼材的屈服強度將降至常溫下強度的一半，溫度達到600℃，鋼材基本喪失全部強度和剛度。一般常用建筑鋼材的臨界溫度（即喪失支撐能力時的溫度）為540℃。對于建筑火災，火場溫度多在800~1200℃之間。在火災發(fā)生的10分鐘內，火場溫度即可高達700℃以上，對于裸露的鋼材構件，在這樣的火場溫度下，只要幾分鐘其溫度就可上升到500℃而達到其臨界值，進而失去載荷能力，導致建筑物倒塌。由上可見，鋼結構的防火保護非常重要，這對于減輕火災損失，減少傷亡具有重要意義。而對于鋼結構住宅建筑來說，直接與人的生活起居有關，目居住建筑內一般都有較多的易燃物品，因此，住宅鋼結構的防火保護有其特殊的意義。

　　2.2 鋼結構桁架防火保護處理措施 火災是火失去控制而蔓延的一種災害性燃燒現(xiàn)象。一般地，火災的發(fā)生必須具備存在能燃燒的物質，能提供持續(xù)燃燒的空氣、氧氣或其他氧化劑，以及能使可燃物質燃燒的著火源，這樣三個條件。為此，考慮破壞以上三個條件，現(xiàn)今鋼結構建筑的防火保護一般有以下一些措施：①沖水冷卻保護法。該方法是在空心封閉的鋼構件中充滿水，火災時構件把從火場中吸收的熱量給水，依靠水的蒸發(fā)消耗能量或通過循環(huán)把熱量帶走，構件溫度可控制100℃左右，從理論上講，這是鋼結構保護最有效的方法。這種方法由于對結構設計有專門要求，目前實際很少應有；②單面屏蔽法，在鋼構件中的迎火面設置阻火屏障，將構件與火焰隔開，如果建筑物內部發(fā)生火災，火焰也燒不到鋼構件。這種在特殊部位設置的防火屏障措施不失一種較經(jīng)濟的鋼構件防火方法； ③包封法，包封法是最常見也是最基本的鋼結構防火保護方法，它是用耐火材料把構件包裹起來，一般有澆筑混凝土或砌筑防火磚和防火板材包覆，特別注意防火用板材基本應是不燃材料，對結構能起防火保護作用的板材，還應該具有寫耐高溫特性功能；④噴涂無機防火涂料。早在50年代歐美、日本等先進國家就廣泛采用防火涂料保護鋼結構。80年代初期，國內在一些重要鋼結構建筑中也開始采用。發(fā)展至今，噴涂防火涂料已是使用最廣泛的建筑鋼結構防火法。鋼結構防火涂料的品種較多，通常根據(jù)高溫下涂層的變化情況分膨脹型和非膨脹型兩大系列。其中，膨脹型防火涂料，又稱薄型防火涂料，其基料為有機樹脂，配方中還含有發(fā)泡劑等成分，用于鋼結構防火，耐火極限可達0.5~1小時，非膨脹型防火涂料，主要成分為無機絕熱材料，遇火不膨脹，自身具有良好的隔熱性，故又稱隔熱防火涂料，對應耐火極限可達0.5~3小時以上。

　　2.3 鋼管混凝土柱的耐火性能 根據(jù)國內外大量試驗證明，鋼管混凝土的抗火性能明顯高于鋼結構，但國內對鋼管混凝土的防火基本上還是遵循鋼結構的防火要求。這必然導致建筑材料的浪費和結構造價的偏離。鋼管混凝土柱的耐火性能主要依賴以下幾個因素柱的截面尺寸和形狀、柱的有效計算長度、荷載大小、混凝土強度、混凝土骨料成分等。在火災情況下，隨著火災現(xiàn)場溫度的提高，鋼迅速失去承載力，但鋼管壁對核心混凝土仍起著“套箍”作用。雖然柱內混凝土的強度也逐漸喪失，但由于混凝土的熱傳導率很低，其強度喪失的速度遠遠低于鋼的強度喪失，原本由組合構件承受的荷載逐漸能轉移到核心混凝土上。最終，在鋼管喪失強度的情況下，核心混凝土必須來承擔全部荷載。鋼管混凝土柱的耐火性能不能簡單等同于鋼結構的耐火。當然，對于不同形式的鋼管混凝土柱及不同的受力情況，其耐火時限會有不同，但充分考慮鋼管混凝土柱本身的耐火性能，盡可能降低防火被覆的厚度，降低工程造價。對于大力發(fā)展本文中所言及的輕鋼住宅是極為有利的。