建筑钢结构耐火设计探索

2020-11-25蔡树珍

建材发展导向 2020年17期

蔡树珍

（安徽中亚钢结构工程有限公司，安徽合肥 230000）

1 建筑钢结构耐火设计分析

1.1 建立耐火级别

根据建筑物的不同，其使用功能和重要性也有很大差别，所引发的火灾程度也存在明显差异。在建筑钢结构耐火设计中，相关建筑人员应立足于相关规定和要求的基础上，综合考虑业主的需要，科学划分建筑物火灾的危险程度。例如，针对60m的综合大楼，按照规定应属于以及建筑物，耐火等级也相对较高，同时，建筑物中的构件也要满足应有的耐火等级。如建筑为厂房或者库房，要求构件的耐火等级也要在二级以上。

1.2 钢结构耐火措施

建筑钢结构耐火措施应具有多样性。要求和具体情况的不同，所采取的耐火措施也同样不同，要求措施的提出要有针对性。相关人员要综合考虑各种因素，采取适当的耐火措施。例如，在材料的选择上，可是使用隔热或者耐高温的材料，促使钢结构能有效抵御火焰的冲击，在一定程度上减缓了热量传递速度。热量在传递中不断减少，钢结构的热量聚集也得到了有效缓解。

一般而言，要求钢结构耐火材料具备以下特点。例如，材料要保证安全可靠，无毒无害，并且，应确保材料能与钢结构中部件迅速融合，不会出现排斥现象，材料的选择上，尽可能使用可在一定火势范围内，实现建筑物有效保护的材料，在保证质量的前提下，综合考虑其价格，并将其广泛应用到各类建筑钢结构的设计以及相关建设中。同时，降低了建设的成本，使企业的经济效益得到显著提高。材料的保温性十分重要。通过选择具有保温性的材料，可使钢建筑结构在遭受火灾侵害过程中，不会因为火势的影响发生形变，这样才能促进建筑结构得到进一步保护。

2 建筑钢结构耐火保护设计分析

2.1 外包层

外包层即在钢结构的表层增加外包层。外包层处理方式主要分为两类，现浇成型以及直接喷涂。在外包层的加强材料选择上，现浇成型的混凝土一般使用钢丝网和钢筋等材料，使混凝土中出现的收缩和膨胀现象减弱，有利于控制混凝土中产生的裂缝，确保外壳具有良好的强度。喷涂法指直接在钢筋混凝土表面喷涂砂泵，其具体可选择的材料较多，例如，石灰水泥、石膏砂浆或者掺入一些珍珠粉等，将其混合制成预制板，并通过采用合适的方法，使其固定在钢建筑结构中。

与一般石膏板有明显区别的是，钢结构耐火石膏板中增添了玻璃纤维，增强作用得到提高。采用的面仍为纸面，通过其石膏中大量结晶水进行吸热，使温度得到有效降低，以起到耐火的效果。在火灾初期，纸面的燃烧会增加火势的蔓延，但是在纸面燃烧结束后，耐火作用就得以突显。在这一过程中，普通石膏板在没有结晶水后，石膏板会逐渐松软，强度降低，最后失去了抵挡火灾的能力。而在耐火石膏板中，玻璃纤维材料的增加，在没有结晶水的情况下，仍然能起到了火焰的抵挡作用。在特种耐火石膏板中，其纸面被换成了玻璃纤维物。

2.2 充水

在火灾抵御中，最为行之有效的措施即为空心型钢结构充水。这种方法的利用，在火灾中，钢结构自身的温度能保持在较低的状态。水在钢结构中循环，并吸收材料受热中的热量。同时，受热的水通过冷却，可进行再循环。并且还可以根据管道中的凉水引进，用凉水替换受热的水。

2.3 屏蔽

这种耐火方法具有极强的经济性。可将钢结构设置在由耐火材料构建的墙体或者顶棚中，还可以在两片墙的缝隙中使构件得以包藏，这样只要增加少量的耐火材料，甚至不增加耐火材料，都能够实现耐火的效果［1］。

2.4 膨胀材料

利用钢结构耐火涂料实现对构件的保护，能起到耐火、隔热、性能好的作用。并且其在施工过程中将不会受到钢结构几何形体的限制，无需添加辅助设备。耐火涂层的质量相对较轻，具有美观装饰的优点，属于现代化先进耐火技术。

2.5 钢管混凝土

钢管混凝土具有优良的耐火性能。当不运用厚涂型耐火涂料的形式时，可以运用选择经济性更好的耐火保护法。例如，钢管混凝土、钢纤维混凝土以及双钢管混凝土的配备，还可以使用高强混凝土。对比其经济性可得出，上述材料的使用要比厚涂型耐火材料的经济性更高。

3 建筑钢结构疏散设计分析

在建筑钢结构设计中，要综合考虑人员疏散问题。促进将人员密度的指标与钢结构的建筑特点的融合，强化安全疏散路线的设计，严格根据相关规定计算疏散的距离以及疏散的宽度，确保在建筑构件的耐火极限下，人员能得到有效疏散，以免出现群死群伤的火灾事故发生。

在耐火分割方面，要将火灾荷载大以及火灾危险大的区域区分出来，可使用耐火极限高于1.5小时的楼板与周围大厅隔开，还可以运用耐火极限高于两到三个小时的非燃烧体隔墙进行大厅分隔。各耐火单位可建立健全相关系统机制。例如，火灾自动报警系统和机械排烟系统的设立。在机场航站楼的一层和二层设置自动喷淋以及自动报警系统，当出现火灾事故时，可进行前期的处理工作。在第三层大空间中的采光窗中，可设置火灾报警系统联动控制的自动排烟窗［2］。