钢结构主要防火保护措施综述

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　　摘    要：近年来，我国的建筑工程建设有了很大进展，对钢结构的应用也越来越广泛。本文对当前钢结构抗火的主要方法进行总结、分类、分析，并从抗火效果、使用情况、成本、综合效益等进行了论述和对比，最后对工程中抗火方法选择给出一些建议。
　　关键词：钢结构，防火保护，截流法
　　1  引言
　　积极探寻出多种有效的钢结构防火保护新技术，并对其加以合理的应用，能够保证钢结构建筑的整体耐火性能大幅度提升，进而有效扩展钢结构的应用范围，提升其应用实效性，对促进我国建筑行业的发展，提升国家科学技术水平均存在积极影响，有必要引起高度重视。
　　2  建筑工程中钢结构应用的优势概述
　　（1）材料的强度高，塑性和韧性好。与其他建筑材料相比，钢有比较高的强度，适合于大负荷或大跨度的部件和建筑项目。此外，钢具有良好的可塑性能和韧性，钢结构不会因过高的荷载而产生破裂，并且具有很强的适应动态负荷的能力，良好的能量吸收能力和延展性，也使钢结构得以在更多地质条件下应用。（2）材质均匀，与力学计算的假定比较符合。钢的内部结构是相对均匀的，在一定的压力范围内，钢结构几乎可以均匀受力的。因此，钢结构的实际应力条件与工作机械的计算结果一致。在熔炼和轧制过程中钢的质量可以受到合理且精准的控制，而且钢材料的变化幅度很小。（3）钢结构制造简便，施工周期短。由于大多数钢结构材料都可用机械操作，而且钢材料的加工也相对简单，钢的材料制成工艺非常成熟，因此许多钢结构通常被转化为专业化的工厂中的高精度部件。金属结构的制造可以组装在项目建造施工的现场，并且可以非常容易地进行安装组装工作，仅适用螺栓即可完成钢结构的搭建组装。
　　3  钢结构防火保护新技术
　　3.1  屏蔽法
　　屏蔽法是指将钢结构设置在耐火材料组成的墙体或者封闭空间内或将构件包藏在两片墙体间隙中。这可以将构件与火焰直接隔离开来，阻止火灾火焰烟气直接作用于钢构件。此法可以在火灾时大幅降低钢构件的升温速率，并且可作为室内装饰，增加美观性。例如可以在钢梁下面吊防火平顶或钢珠内侧设置有一定宽度的防火板等。其余方法与之不同的是：在包封法中，防火板材直接与构件相连，而屏蔽法中构件不与防火材料接触。屏蔽法应注意接缝的施工严密，避免火焰侵入。
　　3.2  包敷法
　　传统包敷法主要指应用普通的混凝土、粘土砖当做钢结构防火保护层，但由于保护层厚度较大，建筑物的荷载大幅度增加，因此对其开展的实际应用较少。现如今，个别工业发展速度较快的国家，包括德国、英国等，利用无机防火板材针对钢结构开展箱式包裹操作，包括无石棉硅酸钙隔热板以及石膏板等，此类板材的厚度由相应的耐火极限决定，此类方式存在投入成本低、施工便捷性高、不影响自然环境等优势性特点，发展前景较为优良，是钢结构防火保护的未来发展必然趋势之一。
　　3.3  喷涂法
　　喷涂法是将防火涂料喷涂在构件表面形成保护层或者将颗粒状无机纤维通过喷射法喷打在构件表面形成一定形状的纤维层材料。该方法具有施工方便简单，重量轻等特点，可以用于梁柱墙等各种构件及节点，不受形状限制，但会对环境造成一定的污染，并且对涂敷的基底与环境条件要求苛刻，对施工人员的技术要求较高。其具体的原理为：钢结构防火涂层对钢材基材起到了屏蔽作用，使得钢构件不直接暴露于高温火焰中;涂层吸热后部分物质分解形成水蒸气散热，起到了降温作用。通常根据高温下涂层变化情况分膨胀型（又称薄型）和非膨胀型（又称厚型）两大系列。
　　3.4  薄层防火涂料施工工艺
　　薄层钢结构防火涂料的施工流程：作业准备→基层处理（灰尘、油污等清洁）、配料、防火涂料喷涂、适时检测反馈，直至涂层厚度达到设计要求、涂料表面养护、成品保护、防火涂料报验。（1）作业准备：开桶前应检查涂料的名称、型号、颜色、生产日期等，确保符合设计要求;防火涂料在储存期间会产生少许沉淀，使用前宜用便携式搅拌器搅拌均匀。（2）喷涂施工步骤及要点：①压送式喷涂机气压0.4MPa～0.6MPa、喷枪口径6mm～8mm、喷嘴与被喷涂表面距离≥400mm、垂直角度喷涂;②按自上而下、从左到右、先里后外、先难后易的顺序进行;③喷涂应分层进行，底层厚度宜≤1mm，底层干燥后（间隔8h～12h），方可进行中、面层涂装，每层厚度宜≤1mm;根据施工图及涂料检测报告要求，钢梁、环带桁架的耐火时间为3.0h、涂层厚度为4.5mm;④喷涂过程中，操作人员应用测厚仪适时测试涂层厚度，尤其是最后1道涂层，以确保涂装厚度达到设计要求的耐火极限。
　　3.5  冷水箱自动补水
　　具体而言，可通过在钢结构中加设喷淋阀的方式，对火灾现场进行控制，通過钢结构内部水循环的方式，实现降温。应用此类方式可有效降低火灾出现可能性，降低温度对钢结构的影响。但此类方式在火灾情况较为严重的情况下无法发挥出较高的实效性。
　　3.6  截流法各类方法比较
　　目前工程应用中主要使用的还是包封法和喷涂法，因此本文对这两种方法进行比较。钢结构的防火喷涂法施工极为便捷，并且造价低、喷涂材料重量轻，适用于各类构件。而包封法则是采用了一定形状的防火板材、混凝土等对结构构件进行保护，施工相对复杂并且可能对室内造成机械损伤等，不过它又比喷涂法要耐久且装饰效果比喷涂法好很多。因此，随着近年来新型防火板材的研制，包封法自身的优势逐渐凸显。这主要基于包封法的性能稳定、耐久性好、施工安全，抗火效果更优。同时考虑到经济因素，喷涂法由于其耐久性差而常常需要维护维修，虽然其前期施工便捷、费用低廉，但是后期维修成本高。而包封法虽然前期投入看似较多，但后期维护极少、维修费用很低，综合成本较低。
　　4  保证钢结构焊接质量
　　第一，要确保施工人员焊接钢结构材料时钢结构的稳定性，不能被随意移动。因此在进行焊接之前，需要施工人员对钢结构材料进行相应的准备工作。焊接之前对焊接工作需要应用到的各类材料和设备进行检查，确保数量和性能满足焊接需求，同时做好相应的保护措施，确保焊接工作人员不受到伤害。第二，加强对钢结构焊接工作人员的培训，不断的提升焊接工作人员的自身基础知识和专业技术能力，有效的提升焊接质量，为土木工程的钢结构施工质量提升做好基础。由于钢结构施工中，对焊接要求非常高，因此，焊接工作人员需要不断的提升自身技术能力，学习先进的焊接工艺，丰富自身焊接经验，有效的解决焊接过程中出现的问题。第三，钢结构的焊接工作完成之后需要由专业的技术检测人员进行焊接质量的检测，发现不合格之处，要立即进行改进，增强钢结构连接的质量，保障结构稳定，促进工程质量的提升。
　　5  结语
　　综上所述，通过对各种抗火方法的分析比较，可以得出以下结论：疏导法抗火性能优异，但经济成本较高，且施工工艺复杂，技术要求较高，因此仅在少数项目中使用。目前工程中常用的防火保护措施主要是包封法和喷涂法，屏蔽法和水喷淋法很少应用，或仅作为辅助。包封法和喷涂法两者各有优劣，在实际应用中应结合工程实际和具体防火要求选择最合适的方法。4）在具体选择防火措施时，应综合考虑建筑物的结构形式、施工质量、成本与综合效益，并根据工程实际来进行选择。同时应设置多道防火措施保护建筑结构安全。
　　参考文献：
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