2 鋼結(jié)構(gòu)的防火

　　2.1 鋼結(jié)構(gòu)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(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將降至常溫下強(qiáng)度的一半，溫度達(dá)到600℃，鋼材基本喪失全部強(qiáng)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(shí)的溫度）為540℃。對(duì)于建筑火災(zāi)，火場(chǎng)溫度多在800~1200℃之間。在火災(zāi)發(fā)生的10分鐘內(nèi)，火場(chǎng)溫度即可高達(dá)700℃以上，對(duì)于裸露的鋼材構(gòu)件，在這樣的火場(chǎng)溫度下，只要幾分鐘其溫度就可上升到500℃而達(dá)到其臨界值，進(jìn)而失去載荷能力，導(dǎo)致建筑物倒塌。由上可見，鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)非常重要，這對(duì)于減輕火災(zāi)損失，減少傷亡具有重要意義。而對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑來說，直接與人的生活起居有關(guān)，目居住建筑內(nèi)一般都有較多的易燃物品，因此，住宅鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)有其特殊的意義。

　　2.2 鋼結(jié)構(gòu)桁架防火保護(hù)處理措施 火災(zāi)是火失去控制而蔓延的一種災(zāi)害性燃燒現(xiàn)象。一般地，火災(zāi)的發(fā)生必須具備存在能燃燒的物質(zhì)，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(zhì)燃燒的著火源，這樣三個(gè)條件。為此，考慮破壞以上三個(gè)條件，現(xiàn)今鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)一般有以下一些措施：①?zèng)_水冷卻保護(hù)法。該方法是在空心封閉的鋼構(gòu)件中充滿水，火災(zāi)時(shí)構(gòu)件把從火場(chǎng)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(gòu)件溫度可控制100℃左右，從理論上講，這是鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)最有效的方法。這種方法由于對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有專門要求，目前實(shí)際很少應(yīng)有；②單面屏蔽法，在鋼構(gòu)件中的迎火面設(shè)置阻火屏障，將構(gòu)件與火焰隔開，如果建筑物內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，火焰也燒不到鋼構(gòu)件。這種在特殊部位設(shè)置的防火屏障措施不失一種較經(jīng)濟(jì)的鋼構(gòu)件防火方法； ③包封法，包封法是最常見也是最基本的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)方法，它是用耐火材料把構(gòu)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(yīng)是不燃材料，對(duì)結(jié)構(gòu)能起防火保護(hù)作用的板材，還應(yīng)該具有寫耐高溫特性功能；④噴涂無機(jī)防火涂料。早在50年代歐美、日本等先進(jìn)國家就廣泛采用防火涂料保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。80年代初期，國內(nèi)在一些重要鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)防火法。鋼結(jié)構(gòu)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(jī)樹脂，配方中還含有發(fā)泡劑等成分，用于鋼結(jié)構(gòu)防火，耐火極限可達(dá)0.5~1小時(shí)，非膨脹型防火涂料，主要成分為無機(jī)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(duì)應(yīng)耐火極限可達(dá)0.5~3小時(shí)以上。

　　2.3 鋼管混凝土柱的耐火性能 根據(jù)國內(nèi)外大量試驗(yàn)證明，鋼管混凝土的抗火性能明顯高于鋼結(jié)構(gòu)，但國內(nèi)對(duì)鋼管混凝土的防火基本上還是遵循鋼結(jié)構(gòu)的防火要求。這必然導(dǎo)致建筑材料的浪費(fèi)和結(jié)構(gòu)造價(jià)的偏離。鋼管混凝土柱的耐火性能主要依賴以下幾個(gè)因素柱的截面尺寸和形狀、柱的有效計(jì)算長度、荷載大小、混凝土強(qiáng)度、混凝土骨料成分等。在火災(zāi)情況下，隨著火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)溫度的提高，鋼迅速失去承載力，但鋼管壁對(duì)核心混凝土仍起著“套箍”作用。雖然柱內(nèi)混凝土的強(qiáng)度也逐漸喪失，但由于混凝土的熱傳導(dǎo)率很低，其強(qiáng)度喪失的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼的強(qiáng)度喪失，原本由組合構(gòu)件承受的荷載逐漸能轉(zhuǎn)移到核心混凝土上。最終，在鋼管喪失強(qiáng)度的情況下，核心混凝土必須來承擔(dān)全部荷載。鋼管混凝土柱的耐火性能不能簡(jiǎn)單等同于鋼結(jié)構(gòu)的耐火。當(dāng)然，對(duì)于不同形式的鋼管混凝土柱及不同的受力情況，其耐火時(shí)限會(huì)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(jià)。對(duì)于大力發(fā)展本文中所言及的輕鋼住宅是極為有利的。