高等钢结构抗火论文作业

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1、TONGJIUNIVERSITY高等钢结构理论结构抗火部分小论文二O—六年一月提高钢结构抗火性能的方法与改进措施摘要：钢结构因其轻质高强、延性好、可循环利用及施工速度快等诸多优点被广泛应用于现代建筑结构中。但钢材的耐火性能弱的特点影响了钢结构体系的安全性，阻碍了钢结构的发展，提高钢结构的耐火性能是完善钢结构体系的一个重要措施。本文介绍了几种常用的钢结构防火保护措施，并提岀钢结构抗火的改进措施。关键词：钢结构抗火性能改进措施1钢结构的耐火性能钢结构最致命的弱点是钢的耐火性能非常差，钢的内部晶体组织对温度非常敬感，温度升高或者降低都

2、会使钢材性能发生变化。钢结构的耐火性能差，在高温下强度、弹性模量急剧下降。图1、图2为钢材在温度的升高过程中强度的变化,从图屮可以很明显的观察到，钢材的性能随着温度的升高而降低。钢本身不燃烧,也具有较好的耐热性，但是钢材并不耐高温，随着温度的升高，钢材的强度是呈下降趋势的，同时变形增大。在200°C以内,钢材性能没有很大变化;430°C〜54CTC之间，钢材强度急剧下降；600°C时强度很低不能承担荷载。基于钢材的这种物理性能，在火灾发生时，当温度达到450°C〜650°C时钢结构就会失去承载能力,发生很大的形变，导致钢柱、钢梁

3、弯曲，结构因变形过大而不能继续工作，甚至垮塌。温度为600°C吋钢材强度很低不能承担荷载,此外在250°C附近有兰脆现彖,约260°C〜320°C时有徐变现象。1高温屈服强度肯室温屈服强度之比002高温屈服强度打室温抗拉强度之比《建筑设计防火规范》中规定一级耐火等级建筑的防火墙、承重墙、梁柱等重点承重构件的耐火极限最小为2h,然而实验数据表明一般钢结构的耐火性能极限为30mino就钢材木身的耐火性能來看，远远达不到此标准。可见，裸露钢构件的耐火极限距离规范的要求相茅甚远，根本不可能满足火灾下对建筑防火的要求。想要克服钢结构在实际

4、工程中防火性能方面的不足，必须从多方面來提高其耐火性能。2提高钢结构耐火性能的方法2.1钢结构被动防火方法钢结构被动防火保护措施是指对已有钢结构进行额外的抗火加工，在原结构基础上，通过外涂、屏蔽等方式提高钢结构的抗火性能。口前应用较多的防火保护措施有外包层法、屏蔽法和水冷却法3种。2.1.1水冷却法如图3所示，在密闭的钢柱内充水，并与顶部的水箱和连，形成封闭冷却的系统，一旦发生火灾，柱内的水受热循环将火灾产生的热量带走，水蒸气通过排气口排除循坏系统。为防止钢柱生锈或者冬天水冻结，在水中可以掺入外加防锈剂和防冻剂。火灾发生时，只要

5、钢柱中有足够的水，构件吸收的热量就会不断被水吸收带走。水冷却法通过水蒸气政法散热，又能借水的温差形成循坏，把热量导向非火灾区的温度较通风口钢柱I.井水I」低的柱，从而使构件保持较低温度，保证钢结图3水冷却法构安全。从理论上讲，这是钢结构防火保护最有效的方法。但是由于技术难度较大，加之增加了建筑物的自重，为了防锈和防I上水的冰结，还需要在水中掺加阻锈剂和抗冻剂等，费用较高。因此，口前这种方法应用很少。2.1.2屏蔽法屏蔽法是在钢构件的迎火面设置阻火屏障，将构件与火焰隔开。这样，即使建筑内部发生火灾，火焰也烧不到钢构件。屏蔽法主要适

6、用于钢结构屋盖系统的保护。如在钢梁下吊装防火平顶，以及钢外柱内侧设置一定宽度的防火板等（如图4）。如果建筑结构内部发生火灾，其蔓延对钢构件的影响也不大。在特殊部位设置防火屏障的方法不失为经济有效的防火办法。但这种方法的应用有局限性,难以实现对所有重要结构构件的保护，冃影响结构室内装修的效果。r////1（b）屏蔽钢梁（8）屏蔽钢柱图4屏蔽法屏蔽法作为一种在钢结构特殊部位设置的防火屏障措施，对钢构件而言，不失为一种较经济的防火方法，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严密，防止窜火。但目前许多轻钢结构厂房、大跨度建筑，其钢结构材料直接裸露

7、在室内，并不适宜采用此种防火措施。2.1.3外包法外包层法是口前应用最多的钢结构防火保护措施。按照构造形式的不同，可以分为以下3种：紧贴包裹法、空心包裹法和实心包裹法。（1）紧贴包裹法。采用钢结构防火涂料喷涂在钢结构表而，起防火隔热作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。（2）空心包裹法。一般采用防火板，沿钢构件的外围边界，将钢构件包裹起来（如图5）o防火板按照材料厚度及导热性能的区别分为防火薄板和防火厚板。防火板由工厂加工，重量轻，强度高，隔热性好，耐高温。（8）钢柱外包层AAyr▽▽

8、防火板（b）钢梁外包层图5空心包裹法（3）实心包裹法。一•般通过浇筑混凝十•或砌筑耐火砖，将钢构件包裹起來，完全封闭钢构件（如图6）在钢结构构件外浇筑混凝土或者砌筑耐火砖，在火灾发生时可以起到隔热的作用，保证钢结构构件不会过早失效。这种方法施工简单方便，防火效果