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近年来,我国房地产业迅猛发展,我国建筑的结构主要是以砖混结构、砖木结构和钢筋混凝土的形式为主,对于钢结构建筑形式采用的相对较少。由于钢材具有不会燃烧、抗震、抗弯等特性,而且在实际应用中,钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力,也可以满足建筑设计美感造型的需要,还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷,相比于钢筋混凝土结构和砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显的优势,因此钢材受到了建筑行业的青睐。21世纪将是钢结构快速发展的时期,由混凝土结构、砌体结构一统天下的局面必将发生变化,钢结构在建筑中所占的比重必将越来越大,钢结构建筑将成为新建筑时代的脊梁。
钢结构建筑的防火设计在当今建筑设计中的越来越受到人们的关注,就如何做好钢结构防火设计,笔者提出了自己的一些观点:
1、根据建筑物的火灾危险性和重要性,合理确定建筑的耐火等级。各种建筑由于其使用功能和重要性不同,火灾危险性存在差异,根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》,确定建筑物的火灾危险性,再根据火灾危险性,确定建筑的耐火等级。如果我们在设计时没有正确核定耐火等级,确定的耐火等级过高或过低,都会造成设计失误,过高造成浪费,过低则造成不安全。
2、设计时要选用恰当的钢结构防火保护方法。目前我国钢结构主要采用三种保护方法:喷涂法、包敷法、水淋冷却法,它们都是通过一定的技术手段来提高钢结构的耐火极限。要根据不同建筑对构件耐火极限的要求,通过科学比较,选出最恰当的防火保护方法达到经济和安全要求。
3、钢结构建筑设计时要充分考虑人员疏散问题。由于钢结构建筑自身存在的弱点,在设计时要充分考虑人员疏散等因素,将人员密度指标和钢结构建筑的特点综合起来考虑,加强对安全疏散路线、疏散距离、疏散宽度的设计要求,保证人员疏散时间小于建筑构件的耐火极限。
要使钢结构建筑达到防火的目的,大家必须了解一些钢材的特性和采取一定的措施才能有效的防火:钢材的屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降,通常在450~650℃温度中就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构耐火极限为15分钟左右。要使钢材克服防火方面的不足,必须进行防火处理,其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。提高钢结构抗火性能的主要方法有:
1、水冷却法。在空心的钢柱内充水,并与设于顶部的水箱相连,形成封闭冷却系统。如果发生火灾,钢柱内的水被加热而上升,水箱冷水流下而产生循环,以水的循环将火灾产生的热量带走,以保证钢柱不会升温过高,而丧失承载能力。
2、单面屏蔽法。在钢构件的迎火面设置阻火屏障,将构件与火焰隔开。
3、浇筑混凝土或砌筑耐火砖。采用混凝土或耐火砖完全封闭钢构件,使钢构件避免与火焰的直接接触。
4、采用耐火轻质板材作为防火外包层。采用纤维增强水泥板、石膏板、硅酸钙板等将钢构件包裹起来。
5、涂抹防火涂料。将防火涂料涂覆于钢材表面,阻碍火焰的侵袭。
在我国即将迎来钢结构建筑的蓬勃发展时机,我们应当从各个方面加强钢结构建筑,特别是钢结构住宅的推广普及,并加大对相关钢结构建筑规范、条例和标准的研究、制定工作,尤其是钢结构建筑的防火安全规范、措施的提高。加强钢结构建筑防火安全,必将促进我国建筑安全方面的进步,为建筑行业的良性发展奠定良好的基础。
贵州大学 职业技术学院 土木041班 作者:吴业飞
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