钢结构建筑火灾危险性和耐火保护

料 膨 防 涂 。４ 或 胀 火 料 ［１ ３ ．
防火隔热涂料属厚涂料型涂料 ， 厚度一般为 ８一５ｍ ， ０ ｍ 粒状表面， 密度小 ， 热导率低， 耐火极 限可过 ０５一３Ｏ。 ． ． 火灾时， ｈ 涂层不膨胀 ， 依靠 自
身材料的不燃性， 低导热性或吸热性延缓钢结构 温升， 从而保护钢结构。 可分为干法和湿法， 一般 是用于室内隐蔽钢结构， 高层全钢结构 ， 多层厂房 钢结构， 露天钢结构（ 室外型） 。 膨胀防火涂料属薄涂型防火涂料， 徐层厚度
文章编号： ０ 一 ３５２０）２ （８ 一 ３ １ ７ １ （０４０ 一 ０３ ０ ０ ８ ０
钢结构建筑火灾危险性和耐火保护
刘 刚
（ 辽宁省葫芦岛市消防支队 ． ｊ 葫芦岛 辽‘ 巴 １ ００ ２ ０） ５
摘 要： 钢结构作为现代建筑领域最具广泛应用的建筑材料， 在诸多方面显示出优良的性能。 钢 材虽具有较好的强度和韧性， 但钢不耐火， 当温度达到４０ 一６０ 时， ０℃ ０℃ 则钢材会失去强度和刚 度， 本文介绍钢结构的耐火性能及致灾因素， 重点指出了钢结构的耐火保护原理及耐火保护的几
［］ Ｒ４０ ４钢结构防火涂料通用技术条件〔１１ ４ ３Ｇ １ ，一９ ， ９ Ｓ， ９ ９ ［］ ４ 李国强， 蒋首超， 林桂样． 钢结构抗火计算与设计【 Ｉ北京： Ｍ
，１（筑工业ｔ版社． ９ １９ ｋ ， ｔ ｌ １９ ９
Ｔ ｅ ｅ ｚｒ ａ ｄ ｅ一ｒｓ ｔｎ ｐｏｅｔ ｎ ｓ ｅ ｃｎｔｕｔ ｎ ｈ ｆ ｈ ａｄ ｆ ｉ ａ ｒ ｎ ｉ ｒ ｅｉａ ｔ ｔｃ ｏ ｏ ｔ ｌ ｓ ｃｉ ｓ ｒ ｉ ｆ ｅ ｏ ｒ ｏ
较大荷载。 所以钢结构截面尺寸小， 同样荷载同样 跨度时， 钢结构的重量不过是钢筋混凝土的 １ ／ ４ 或 １。 ／ 钢结构具有高强度的特点， ３ 普通钢材比普 通混凝土结构要结实 １ ， ０倍 具有优 良的抗震性 能， 抗风性能。 （） ２ 钢结构的生产、 安装实现工厂化。 钢结构 可用的材料单一 ， 加工简便， 机械化程度高， 施工 速度快， 安装容易， 其工业程度大大高于现浇混凝 土结构。 已成为降低工程造价的主要因素， 而且也
的发展 中具有广阔的前景 。
筑本身的使用功能要求。 钢结构正是满足了这一 要求 ， 不仅增加了建筑中的使用面积 ， 而且为平面 重新布局提供更大的可能性。 在国外， 钢结构建筑 面积占其建筑面积的比例已超过 ４ ％， ０ 可见其发
展的前景是多么广阔。
２ 钢结构的火灾危险性
２ １ 钢材的耐火性能 ．
钢材虽然不是燃材料， 普通建筑用钢在全负
定性 。
（） ２ 延长主体建筑被破坏的时间， 利于疏导 被困人员和物资抢救。 减少灾后钢结构的修复费 用， 缩短结构功能恢复周期， 减少火灾的间接损
失。
（） １ 现浇混凝土保护耐火层 ， 承重结构采取 混凝土防火措施 ， 以延长耐火极限。 利用材料有混 凝土、 加气混凝土、 轻质混凝土等， 这些材料既有 不燃烧性， 又有较大热容性 ， 混凝土含 １ ６一２％ ０ 水分， 火灾时可吸收大量热能而汽化 ， 有耐烧隔热 作用。 ３ｍ 厚 ０ ｍ时， 耐火极限达 ３ 小时左右。 （） ２ 砂浆或灰胶泥作耐火保护层。 其施工方 法为金属网外包砂浆等保护层， 其中的金属网起 到骨架支撑的作用。 （） ３ 设阻火屏障。 把钢结构包藏在用耐火材 料组成的墙体和吊顶内， 直接包敷。 一般采用防火 板材， 如石棉水泥板， 石膏板 ， 珍珠岩板等， 通过砂 浆灌缝， 抹灰与钢结构连接或采用钢性固定连接。 （） ４ 由于传统的钢结构耐火保护的方法单一 笨重、 不易于实施。 我国从 １８ 年开始研制和推 ９３ 广钢结构防火涂料， 一经实践应用， 得到了较为理 想的保护效果， 钢结构防火涂料的技术 日 臻完善。
酿成大祸。
如： ９ 年 月无锡兴业有限公司全钢结构 ５ １２ ９
万方数据
沈阳航空工业学院学报
第２ １
占地 １０ 平方米厂房发生特大火灾， ０（ ） 将整个厂房
烧得支离破碎 ； ９ 年 ６月上海联合毛纺厂两层 １２ ９ 全钢结构厂房 ５０ 平方米， ４０ 由于设备油箱形成爆 燃气体发生火灾， 整个厂房烧毁； ９ 年 １ 月安 １３ １ ９ 徽佳通轮胎有限公司的单层全钢结构厂房， 建筑 面积 ５７２ ８５ 平方米， 由于人为纵火 ， 导致整个厂房 钢结构全部被破坏； ０ 年２ 日四川绵阳三角 ２ ３ 月５ ０ 生活用纸制造有限公司成品 ２ 号仓库因放火发生 火灾 ， 钢屋架建筑全部烧毁。
（ｉｎ ｇ 来自百度文库 ｅ ｕａ Ｃｙ ｅ ｒ ｅ ， ｉ ｕ ｄ ２ ０ ｉ ｄ ａｍｎ Ｌ ｏ ｎ Ｈｌ ａ １ ０ ） Ｌ ｏｉ Ｐ ｖ ｃ Ｈｌ ｏ Ｆｅ ｔ ｔ ｉｎ ｇ ｕ ｏ ０ ａ ｎ ｒ ｎ ｕｄ ｉ ｒ ｐ ｏ ｔ ａ ５
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２０ 年４ ０４ 月 第２ 卷 第２ １ 期
沈阳航空工业学院学报 Ｊｕｎｌ ｈｎａｇ ｔｕ ｏ Ａ ｒ ａｔａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｏｒ ｏ Ｓｅｙｎ Ｉｓｔ ｅ ｅｏ ｕ ｃｌ ｉ ｅｉ ａ ｆ ｎ ｉ ｔ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎ ｎ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ． ｌ２ ２
Ａ ｒ ０４ ２０ ｐ．
并制订了相应的国家技术标准规范， Ｇ １ ９ 如 Ｂ４ ７ ０ 一 ４钢结构防火涂料通用技术条件》Ｃ Ｃ２ － ９（ （ ，Ｅ Ｓ４
９《 ０钢结构防火涂料应用技术规范》 等。 钢结构防火涂料施工简单， 无须复杂的工具 即可施工， 重量轻， 造价低， 而且不受钢构件的几 何形状和部位限制， 减轻了主体建筑承重， 减小了 占用的空间 ， 控制对于轻钢结构 ， 网架结构 ， 异形 结构的防火保护起到积极的作用。 钢结构防火涂料的防火原理有三 ： 一是涂料 层对钢基材有屏蔽作用 ， 火灾时使钢结构不直接 暴露在高温火焰中； 二是涂料层吸热后部分物质 分解放出的水蒸气或其它不燃气体， 起到消耗能 量， 降低温度的作用， 三是涂层本身多孔轻质 ， 受 热形成泡沫层， 阻止了热量向钢基材传递， 推迟钢 结构基材强度的降低， 从而提高钢结构耐火极限。 钢结构按其燃烧性能不同， 分为防火隔热涂
构采取防护措施后结构增加 的重量及 占用 的空 间； 保护材料的可靠性； 施工难易程度和经济性。
３ 钢结构的耐火保护
３ １ 钢结构耐火保护的意义 ． （） １ 由于钢结构耐火性能差， 在火灾高温作 用下失效坍塌 ， 耐火极限仅 巧 分钟 ， 若采用有效 的措施 ， 对钢结构实施保护， 使火灾时温升高不超 过钢材的临界温度， 钢结构在火灾中就能保持稳
万方数据
第２ 期
刘刚 ： 钢结构建筑火灾危险性和耐火保护
８ ５
一般为２一７ ｍ 有一定装饰效果， ｍ ， 遇火膨胀增厚 耐火隔热， 耐火极限可达 ０５一２Ｏ。 ． ． 受火时， ｈ 涂 层缓慢膨胀形成致密坚硬的防火隔热层 ， 具有耐 火冲击性 ， 延缓了钢基材的温升； 保护钢基材。 一 般是用合适的水性聚合物作基料， 加以其它防火 阻燃添加剂等。 适用于室内裸露钢结构， 轻型屋面
结构等。 超薄型防火涂料 （ 小于 ３ ｍ 是较 为新型的 ｍ ）
替代的独特功能， 但由于其耐火时限的限制， 我们 在实际工程应用中， 应采取不同的耐火保护方法 ， 使其达到建筑结构的安全。
参考文献 ：
［］ １ 李国强． 蒋首超． 高溢下结构钢的材料特性【］钢结构， ９， Ｊ． １６ ９
１（ ） １２
荷的情况下 失去静 态平 衡稳 定 性 的临界 温 度 为 ５０ 左 右 ， ５℃ 一般 钢结 构 温 度 达 到 ３００ ００ ５ ９ ，０ ９ ， ５
１ 钢结构的优良性能
（） １ 钢结构的机械性能 良好 ， 重量轻， 可以随
６０ 时其强度分别下降 １ ，／ 和 ２３ 当温度降 ０℃ ／ １ ３ ２ ／， 到 。 以下时， ℃ 钢材冲击韧度降低 ， 材质变脆 ， 钢
３２ 钢结构耐火保护原理 ． 耐火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻 隔火灾热辐射直接灼烧钢结构， 降低热量向基材 传递速度 ， 推迟钢结构温升、 强度变弱的时间。 按照热能力学的原理， 分析钢结构防火保护
原理有两类： 截断法和疏导法。］ ｆ ’
（） １ 截断法原理是截断火灾所产生的热量向 钢结构构件的传送。 这样就使构件在规定的时间 内温升不超过临界温度。 如果在构件上加装保护 层， 而保护材料的选择应为导热系数较小， 热容量 大的材料 ， 所以能够较好地阻滞热辐射直接流向 钢结构构件 ， 从而起到保护作用。 （） ２ 疏导法是允许热量传导到构件上 ， 设法 将热量导出或消耗 ， 从而使构件温度不至于达到 临界温度。 该方法是在空心钢结构 （ 如空心钢柱 ） 中充满介质水 ， 火灾时， 依靠水蒸发消耗能量或通 过热循环将热量导出， 从理论上讲， 这是钢结构最 有效的保护方法 ， 但附带的系统如 自动消防工程 一样 ， 耗资大， 不利于实施。 ３３ 钢结构耐火保护方法 ． 钢结构耐 火保护有 多种方法 ， 选择防火措施 时应考虑下列因素 ， 钢结构在建筑中所处的部位 ， 需防护的构件性质（ 如钢柱、 钢梁、 网架等）钢结 ；
有利于改造 。
结构受热膨胀， 急剧收缩极易破坏建筑结构， 使构 件变形受损 ， 破坏构件的应力关系， 使钢材的力学 性能如屈服点、 抗压强度、 荷载能力等迅速下降，
低于建筑结构所要求的屈服强度〔。 ’ 科学试验和 〕
火灾案例都表明未加保护的钢结构在火灾温度作 用下 ， 只需约 巧分钟就会出现扭曲变形， 垮塌破
种方法 。
关键词： 钢结构 ； 火灾危险； 耐火保护； 防火涂料
中图分类号 ： ５ ． ０１７６ 文献标识码 ： Ａ
钢结构是现代建筑工程领域 中最 为创新 的
构上不允许 出现过 多的主柱 和隔墙 ， 以免妨 碍建
建筑材料 ， 在建筑业中得到广泛的应用， 尤其在高 层建筑及大跨度建筑方面显示巨大的生命力， １ ９ 世纪以来我国开始采用钢结构建筑 ， 随着我 国钢 产量超过十亿吨居 世界之首 ， 为发展钢结构提供 了物质基础 ， 钢结构建筑是新世纪安全性能较高 的环保型建筑材料 ， ０ 北京奥运会进行大型体 ２８ ０ 育场馆和交通设施建设中已经引人这一新型钢材 和钢结构设计 ， 这是 目前最为先进 的建筑设计理 念， 随着城市规模的现代化 ， 钢结构在我国建筑业
［］ ２ 伍作眺， 李书川 建筑材料火灾特性与防火保护〔 ］北京： Ｍ． 中
国建材工业出版社 ， ９ １９ ９
防火涂料产品， 较薄型防火涂料更具有优良的粘 结度 ， 耐水性， 更适用于室内、 外钢结构耐火保护， 一般使用在耐火极限 ２ ｈ以内的钢结构。 综上所述 钢结构在现代建筑领域有其不可 ，
坏。
（） ３ 钢结构在平面布局上的灵活性。 在现代 化的今天对于建筑领域 中的平面、 空间上的要求 更加严格和趋于灵活性的布置， 这就要求建筑结
收稿 Ｈ期 ： ０ 一 ２ ７ ２ ４ ０ 一１ ０ 作者简介 ： 刘刚（９８ ）男 ． 宁省葫芦岛人 ， １ 一， 辽 ６ Ｔ程师
２２ 破坏钢结构的致灾因素及案例 ． 由于建筑物中总是存在各种各样的可燃物， 因此， 建筑中的火灾危险就不可避免， 可燃材料越 多， 火灾危险性越大。 不论是 民用钢结构建筑火 灾， 还是工业装置上的钢结构火灾 ， 均是由于规程 或泄漏的可燃易燃物品引发火灾， 直接威胁其主 体建筑钢结构 ， 使其失去支撑， 破坏其完整性， 而