浅谈钢结构的防火涂料

涂料保护面积的计算 、防火涂料的选用等作了详细论述 ,以期保证钢结构建筑物的安全性 。
关键词 :钢结构 ,防火涂料 ,涂层厚度
中图分类号 : TU545
文献标识码 : A
0 引言
随着中国经济的发展和产钢量的提高 ,钢结构不仅应用于工 业和大型公共设施中 ,在民用建筑领域也得到了更加广泛的应 用 。近 10年来 ,轻钢结构发展尤其迅速 。虽然钢结构具有材质 均匀 ,可靠性高 ; 强度高 ,重量轻 ; 塑性和韧性好 ; 便于机械化制 造 ;安装方便 ,工期短 ;抗震性能好等特点 ,但钢结构耐火性差 ,耐 锈蚀性差 。
因为梁和檩条与柱连接 ,总有一部分面积不能涂刷钢结构涂 料 ,所以可扣除不超过 8%的面积 。
4. 1. 4 其他连接件
钢结构中 ,其他连接件面积均较小 ,一般占总面积的 5%～ 10% ,如圆钢拉条 ,角钢斜撑 ,圆管等 。面积计算方法均为周长乘 以长度 。
4. 2 网架结构
网架结构比较特殊 ,它是由直径相同或不同的钢管与钢球连 接而成 。一般为双层结构 ,每个球平均连接 8根钢管 ,如图 1所示 。
工业与民用建 筑梁 、柱 等 钢 结构
厚涂型 防火涂料
喷涂施工 ,密度小 , 物理 强 度 和 附 着 力
低 ,需要装饰面层隔 护
8～50
1. 5～3. 0
有装饰面层的 建筑钢结构 梁 、柱等
露天 防火涂料
喷涂施工 ,有良好的 薄涂 3～10 0. 5～2. 0
耐候性
厚涂 25～40
3. 0
露天环境中的 框架 、构 架 等 钢结构
6 结语
本文浅谈一下钢结构防火涂料 。
1 防火涂料的分类
防火涂料又称阻燃涂料 ,根据分类方式的不同 ,可分为以下 类型 :
根据溶剂不同 ,分为溶剂型和水型 ;根据基料不同 ,分为无机 类和有机类 ;根据受火状态不同 ,分为非膨胀型和膨胀型 ;根据涂 层厚度 ,分为厚型 、薄型和超薄型 ;根据适用对象 ,分为钢结构 、木 结构 、电线电缆 、混凝土和隧道 ;根据适用环境 ,分为室内和室外 。
4. 1. 1 柱
柱可分为方形柱和 H 形柱 。方形柱的面积按周长乘以高得 出 。H形柱主要是 H形钢 ,先计算出周长 (即上下翼缘板的 4个 面和腹板的 2个面 ) ,再乘以高度 ,得出面积 。
以上计算的是主面积 ,考虑接头 、伸腿等多余面积 ,可乘以不 超过 5%的系数 。
4. 1. 2 梁
表 1 防火涂料的特性及适用范围
防火涂料类别
特性
薄型 防火涂料
附着力强 ,可以配 色 ,一般不需要外保 护层
厚度 /mm 2～7
耐火极限 / h 适用范围
工业与民用建
1. 5
筑楼盖与屋盖
钢结构
超薄型 防火涂料
附着力强 ,干燥快 , 可配色 ,有装饰效 果 ,一般不需要外保 护层
3～5
2. 0～2. 5
3)屏蔽 :钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内 ,或将 构件包藏在两片墙之间的空隙里 ,只要增加少许耐火材料或不增 加即能达到防火的目的 。这是一种最为经济的防火方法 。
4)膨胀材料 :采用钢结构防火涂料保护构件 ,这种方法具有 防火隔热性能好 、施工不受钢结构几何形体限制等优点 ,一般不 需要添加辅助设施 ,且涂层质量轻 ,还有一定的美观装饰作用 ,属 于现代的先进防火技术措施 。
数 ;ξ为钢结构构件的截面系数 ,即构件周长与截面积比值或外周
面积与构件体积之比 。
一般来说 ,薄的型材需要较厚的防火涂层 ,而厚的型材的防 火涂层厚度相应减薄 。
4 防火涂料保护面积的计算
4. 1 轻钢结构
轻钢结构需进行防火处理的部位主要是柱 、梁 、檩条 、连接
件 。因各部位的防火要求不同 ,一般应分开计算 。
常见的钢结构防火保护措施有以下几种 : 1)外包层 :就是在钢结构外表添加外包层 ,可以现浇成型 ,也 可以采用喷涂法 。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网 或钢筋来加强 ,以限制收缩裂缝 ,并保证外壳的强度 。喷涂法可 以在施工现场对钢结构表面涂抹砂浆以形成保护层 ,砂浆可以是 石灰水泥或是石膏砂浆 ,也可以掺入珍珠岩或石棉 。同时外包层 也可以用珍珠岩 、石棉 、石膏或石棉水泥 、轻混凝土做成预制板 , 采用胶粘剂 、钉子 、螺栓固定在钢结构上 。 2)充水 (水套 ) :空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防 护措施 。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度 ,水在钢 结构内循环 ,吸收材料本身受热的热量 。受热的水经冷却后可以 进行再循环 ,或由管道引入凉水来取代受热的水 。
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西
建
筑
与空气接触 ,延迟物体着火和减少燃烧的速度 ; 2)防火涂料除本 身具有难燃性或不燃性外 ,它还具有较低的导热系数 ,可以延迟 火焰温度向被保护基材的传递 ; 3)防火涂料受热分解出不燃惰性 气体 ,冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体 ,使之不易燃烧 或燃烧速度减慢 ; 4)含氮的防火涂料受热分解出 NO , NH3 等基 团 ,与有机游离基化合 ,中断连锁反应 ,降低温度 ; 5 )膨胀型防火 涂料受热膨胀发泡 ,形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体 ,延 迟热量与基材的传递 ,阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的 强度下降 。
T1
W =
2
D1
T2
K。
D2W 1
其中 , T1 为待喷防火涂层厚度 , mm; T2 为标准试验时的涂层
厚度 , mm; W 1 为待喷钢梁重量 , kg /m; W 2 为标准试验时的钢梁重
量 , kg/m; D1 为待喷钢梁防火涂层接触面周长 , mm; D2 为标准试
验时钢梁防火涂层接触面周长 , mm; K为系数 。对钢梁 , K = 1; 对
2 防火涂料的防火机理
燃烧必须满足三个要素 ,即可燃物 ,氧气和热源 。防火涂料 之所以能够起到防火 (阻燃 )的作用 ,是因为 :
1 )防火涂料本身具有难燃性或不燃性 ,使被保护基材不直接
3 砌体混合结构发展迅速的原因
3. 1 内在原因
1)由于砖是最小的标准化构件 ,对施工场地和施工技术要求 低 ,可砌成各种形状的墙体 ,各地都可生产 ,不受地域限制 ; 2)它 具有很好的耐久性 、化学稳定性和大气稳定性 ; 3)施工技术与施 工设备简单 ,施工工艺简单 ,可操作性强 ; 4)砖的隔音和保温隔热 性要优于混凝土和其他墙体材料 ,因而在住宅建设中运用得最为 普遍 ; 5)可节省水泥 、钢材和木材 ,不需模板 。
3 防火涂层的厚度
在标准火升温状态下 ,钢结构的防火保护层厚度主要与构件 承受的有效重力荷载和构件的截面系数有关 。
涂装钢结构防火涂料的钢基层表面应严格除水 、除油 ,经喷 砂除锈达到 Sa21/2级标准 (手工除锈达到 St3 级以上 )后 ,采用合 适的防锈涂料做防腐蚀处理 。
根据 CECS 24: 90钢结构防火涂料应用技术规范中 ,当用厚 涂型防火涂料 (即 W 1 /D1 ≥22, T1 ≥9 mm ) 、耐火极限 t≥1 h时 ,计 算公式如下 :
3. 2 外在原因
造价低 , 2008年海拉尔区砌体混合结构造价为 1 116. 3元 /m2 ,而 框架结构为 1 569. 5元 /m2 ,钢筋混凝土剪力墙结构为 1 693. 2元 /m2。
因此对于呼伦贝尔这样一个欠发达地区 ,节省建筑成本成为开发 商青睐砌体混合结构的主要动力 。 参考文献 : [ 1 ] GB 5020322002,砌体工程施工质量验收规范 [ S ]. [ 2 ] GB 5000322001,砌体结构设计规范 [ S ]. [ 3 ] 施楚贤 ,刘桂秋. 砌体结构 [M ]. 北京 : 中国建筑工业出版
FANG M ing2we i Abstract: The paper illustrates the concep ts and the types of the brick2masonry structure and the development tendency in HunLunbeler, com2 bines w ith the econom ic development of the local p laces and compares it w ith other structural form s, and emphasizes on development state of the masonry m ixing structure in HunLunbeler. Key words: masonry m ixing structure, structural form s, statistics, development
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西I ARCH建ITECTU筑R E
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文章编号 : 100926825 (2011) 0320033203
浅谈钢结构的防火涂料
黄为真 杨思超
摘 要 :通过对钢结构防火保护措施的综述 ,介绍了钢结构防火涂料的分类及防火机理 ,并对防火涂层的厚度以及防火
收稿日期 : 2010209223 作者简介 :黄为真 (19762 ) ,女 ,工程师 ,山东贝利工程咨询有限公司 ,山东 济南 250014
杨思超 (19772 ) ,男 ,工程师 ,山东纬剑工程设计有限公司 ,山东 济南 250014
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梁的纵断面一般为 H 形 ,但中间的弓高不一定相同 ,一般按 梯形面计算面积 。
4. 1. 3 檩条
一般为 C形檩条 ,例如 C200 ×70 ×20 ×3的 C形檩条 ,高为 200 mm ,宽为 70 mm ,拐端 20 mm ,壁厚 3 mm。计算面积为 : S = ( 200 ×2 + 70 ×4 + 20 ×4) ×L。
若球数为 N ,管径为 d,两层高度差为 h,则总面积约为 : S = (N ×95% ) ×8 ( d /2) ×2 ×π ×h /0. 866。
5 防火涂料的选用
应根据建筑部位和耐火极限要求的不同 ,选择相应的防火涂 料 。室内隐藏钢结构 、高层全钢结构及多层厂房钢结构 ,当规定 其耐火极限在 1. 5 h以上时 ,宜选用厚涂型钢结构防火涂料 ;室内 裸露的钢结构 ,轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构 ,当规定 的耐火极限在 1. 5 h及以下时 ,宜选用薄涂型钢结构防火涂料 ;耐 火极限超过 2. 0 h时 ,应选用厚型钢结构防火涂料 。选用厚型防 火涂料时 ,外表面需要做装饰面隔护 。装饰要求较高处可选用超 薄型防火涂料 ,但应严格控制超薄型钢结构防火涂料的选用 。室 外不宜使用膨胀型防火涂料 ,应选择适合室外用的钢结构防火涂 料 。用于保护钢结构的防火涂料应不含石棉 ,不用苯类溶剂 ; 在 施工干燥后应没有刺激性气味 ;不腐蚀钢材 ,在预定的使用期内 须保持其性能 。防火涂料的特性和适用范围见表 1。
相应楼层钢柱的保护层厚度 ,宜乘以系数 K,设 K = 1. 25。
根据欧盟的钢结构防火规范和设计手册 ,适用于钢结构厚型
隔热防火涂料的涂层厚度计算方法是 :
A = 0. 010 4λξ
T
1. 3
。
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其中 , A 为钢结构构件在规定的耐火极限时间内所需要的保
护层厚度 ; T为钢结构构件的耐火极限 ;λ为涂料涂层的导热系
社 , 2003. [ 4 ] 苑振芳. 砌体结构设计手册 [M ]. 第 3版. 北京 :中国建筑工
业出版社 , 2002. [ 5 ] 呼伦贝尔德意房地产开发公司工程策划部房产信息调查统
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On developm en t sta te of ma sonry m ix ing structure in HunL unbeler