鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的防火

鋼結(jié)構(gòu)建筑的防防火摘要：隨著鋼結(jié)結(jié)構(gòu)建筑的快快速發(fā)展，作作為建筑的一一個(gè)分支，現(xiàn)現(xiàn)如今與砌體體結(jié)構(gòu)、鋼筋筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)一樣是建筑筑的重要組成成部分。鋼結(jié)結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度度高、自重輕輕、抗震性好好、施工污染染少、可循環(huán)環(huán)再生、使用用率高等一系系列優(yōu)點(diǎn)?？煽晒I(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)，在工廠中中預(yù)制后到現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)整體裝配配，具備其他他結(jié)構(gòu)無(wú)法比比擬的優(yōu)點(diǎn)。然然而在這些優(yōu)優(yōu)點(diǎn)的背后，也也伴隨著鋼結(jié)結(jié)構(gòu)建筑致命命弱點(diǎn)—耐火性能差差，高溫下雖雖不燃燒，但但極易發(fā)生變變形和破壞。本本文從鋼材特特點(diǎn)出發(fā)探討討了鋼結(jié)構(gòu)防防火的研究與與房展，以及及鋼結(jié)構(gòu)防火火設(shè)計(jì)的一些些措施與注意意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)、鋼材、耐耐火、防火設(shè)設(shè)計(jì)、Abstracct:Withtherrapiddevellopmenntofsteellstruuctureebuilldingss,abbranchhofaabuillding,,nowaadaysandmmasonrrystrructurreofreinfforceddconccretestruccture,,asiistheeimpoortanttcompponenttoftthebuuildinng.Stteelsstructturehhashiighsttrengtth,liightwweightt,goood,coonstruuctionnpolllutionnexteent,ccircullatinggregeenerattion,lessaserriesoofadvvantaggesoffhighheruttilizaationrate..Butindusstriallizedproduuctionn,preefabriicateddinffactorriesttotheewholleasssemblyyafteertheeotheerstrructurres,hhavettheinncompaarableevirttues.Howevver,iintheeseaddvantaages,isacccompaaniedbystteelsstructturebbehinddfataalweaaknesss-arrchiteecturaalfirreprooofperrformaanceiispooor,thhoughnotbburninngundderhiighteemperaature,,buteasillyhapppenedddefoormatiionanndfaiilure..Thisspapeerdisscusseedfroomsteeelchharactteristticsooftheesteeelstrructurrefirre-prooofinggreseearchandeexhibiitionss,anddsteeelstrructurrefirre-prootectiiondeesignandpprecauutionssofssomeooftheemeassures..Keyworrds:stteelsstructtureroolledsteellfire--resisstantffirepprotecctiondesiggn正文引言:20010年11月15日14時(shí)，HYPERLINK"/view/1735.htm"上海余姚路HYPERLINK"/view/4331272.htm"膠州路路一棟高層HYPERLINK"/view/357935.htm"公寓寓起火。據(jù)附附近HYPERLINK"/view/10427.htm"居民介紹，公公寓內(nèi)住著不不少退休教師師，起火點(diǎn)位位于10-12層之間，整整棟樓都被大大火包圍著，樓樓內(nèi)還有不少少居民沒(méi)有撤撤離。大火導(dǎo)導(dǎo)致58人遇難，另另有70余人正在接接受治療。事事故原因已初初步查明，是是由無(wú)證HYPERLINK"/view/974376.htm"電焊焊工違章操作作引起的，施施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)管理混亂，存存在明顯搶工工行為；事故故現(xiàn)場(chǎng)違規(guī)使使用大量HYPERLINK"/view/106555.htm"尼龍龍網(wǎng)、HYPERLINK"/view/4739046.htm"聚氨酯泡泡沫等易燃材材料；以及有有關(guān)部門安全全監(jiān)管不力等等問(wèn)題。2009年2月月9日晚21時(shí)許，在建建的HYPERLINK"/view/17724.htm"央視新臺(tái)址園園區(qū)文化中心心發(fā)生特大火火災(zāi)事故，大大火持續(xù)六小小時(shí)，火災(zāi)由由HYPERLINK"/view/48350.htm"煙花引起。在在救援過(guò)程中中消防隊(duì)員HYPERLINK"/view/75332.htm"張張建勇?tīng)奚?名消防隊(duì)員員和2名施工人員員受傷。建筑筑物過(guò)火、過(guò)過(guò)煙面積21333平方米，其其中過(guò)火面積積8490平方米，造造成HYPERLINK"/view/1298491.htm"直接經(jīng)濟(jì)濟(jì)損失163383萬(wàn)元。還有很多這樣的的案例，對(duì)于于火災(zāi)，根據(jù)據(jù)國(guó)標(biāo)《消防防基本術(shù)語(yǔ)》可可以定義為在在時(shí)間和空間間上失去控制制的燃燒所造造成的災(zāi)害。隨隨著我國(guó)越來(lái)來(lái)越多的高層層、超高層建建筑和大空間間、大跨度建建筑出現(xiàn)在人人們的視野，對(duì)對(duì)于這些建筑筑特別像央視視“過(guò)火樓”這種外形怪怪異的高層建建筑，一般都都是鋼結(jié)構(gòu)建建筑或部分采采用鋼結(jié)構(gòu)。因因?yàn)榛炷两Y(jié)結(jié)構(gòu)重量太大大，而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)由于自重比比較輕可以做做的很高很大大。盡管鋼結(jié)結(jié)構(gòu)具備這些些比較輕、建建造快、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)施工量小的的優(yōu)點(diǎn)，但是是除了造價(jià)高高外，它還有有個(gè)致命的弱弱點(diǎn)那就是怕怕火——雖然鋼材本本身并不燃燒燒，但普通鋼鋼材在600攝氏度的環(huán)環(huán)境下，強(qiáng)度度就和面條差差不多。一旦旦大火燒過(guò)，鋼鋼結(jié)構(gòu)往往嚴(yán)嚴(yán)重受損。如如果救火時(shí)澆澆水，對(duì)其破破壞將更加嚴(yán)嚴(yán)重。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)高層建筑即即使發(fā)生不大大的火災(zāi)，技技術(shù)上也必須須拆除才能保保證安全。因因此，如何進(jìn)進(jìn)一步完善和和充實(shí)現(xiàn)有建建筑防火規(guī)范范中的相關(guān)設(shè)設(shè)計(jì)要求、改改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的的耐火設(shè)計(jì)方方法、合理確確定建筑的火火災(zāi)安全度，科科學(xué)、經(jīng)濟(jì)地地保障鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑的火災(zāi)災(zāi)安全和保護(hù)護(hù)建筑內(nèi)的人人員生命與財(cái)財(cái)產(chǎn)，便是我我們所要研究究的方向。一、鋼結(jié)構(gòu)建筑筑的特點(diǎn)1、鋼材本身的的特點(diǎn)l.1材料的強(qiáng)強(qiáng)度高，塑性性和韌性好鋼材和其它建筑筑材料諸如混混凝土、磚石石和木材相比比．強(qiáng)度要高高得多。因此此，特別適用用于跨度大或或荷載很大的的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)構(gòu)。鋼材還具具塑性和韌性性好的特點(diǎn)：：塑性好，結(jié)結(jié)構(gòu)在一般條條件下不會(huì)因因超載而突然然斷裂；韌性性好，結(jié)構(gòu)對(duì)對(duì)動(dòng)力荷載的的適應(yīng)性強(qiáng)。良良好的吸能性性和延性還使使鋼結(jié)構(gòu)具有有優(yōu)越的抗震震性能。另一一方面，由于于鋼材的強(qiáng)度度高，做成的的構(gòu)件截面小小而壁薄，受受壓時(shí)需要滿滿足穩(wěn)定的要要求，強(qiáng)度有有時(shí)不能充分分發(fā)揮。1.2材質(zhì)均勻勻，與力學(xué)計(jì)計(jì)算的假定比比較符合鋼材內(nèi)部組織比比較接近于勻勻質(zhì)和各向同同性，而且在在一定的應(yīng)力力幅度內(nèi)幾乎乎是完全彈性性的。因此，鋼鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際際受力情況和和工程力學(xué)計(jì)計(jì)算結(jié)果比較較符合。鋼材材在冶煉和軋軋制過(guò)程中質(zhì)質(zhì)量可以得到到嚴(yán)格控制，材材質(zhì)波動(dòng)的范范圍小。1.3鋼材的重重量輕鋼材的強(qiáng)度比混混凝土等建筑筑材料大的同同時(shí)，鋼材也也比鋼筋、混混凝土輕。原原因足鋼材的的強(qiáng)度與密度度之比要比混混凝上大得多多。以同樣的的跨度承受同同樣荷載，鋼鋼屋架的重量量最多不超過(guò)過(guò)鋼筋混凝土土屋架的13至14。2.鋼結(jié)構(gòu)建筑筑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)勢(shì)2.1設(shè)計(jì)制造造周期短，設(shè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體體化現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)借借助于計(jì)算機(jī)機(jī)和專業(yè)化結(jié)結(jié)構(gòu)分析軟件件，使得設(shè)計(jì)計(jì)周期大大縮短，設(shè)設(shè)計(jì)中的修改改和調(diào)整非常常方便。同時(shí)時(shí)，由于鋼結(jié)結(jié)構(gòu)具有工廠預(yù)制、現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝的特特點(diǎn)，可以將將前期設(shè)計(jì)和和現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)產(chǎn)手段相結(jié)合，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)計(jì)算機(jī)和數(shù)數(shù)控機(jī)床結(jié)合合，使設(shè)計(jì)人人員在工作室室中完成設(shè)計(jì)后，即由工工廠的生產(chǎn)線線完成產(chǎn)品制制作，具有極極高的效率和和精確度，可以大大減減少項(xiàng)目建設(shè)設(shè)周期。2.2有利合理理布置功能區(qū)區(qū)間在居住建筑中，建建筑師和居民民一直希望能能夠有大跨的的無(wú)豎向結(jié)構(gòu)的空間，這樣樣，可以根據(jù)據(jù)需求進(jìn)行靈靈活隔斷，使使室內(nèi)布置呈呈多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所所用材料的性性質(zhì)，限制了了空間布置的的自由。鋼結(jié)結(jié)構(gòu)住宅可以利用鋼材強(qiáng)強(qiáng)度高的特點(diǎn)點(diǎn)，采用大開(kāi)開(kāi)間柱網(wǎng)布置置，使建筑平平面分隔靈活，可以利用用非承重墻體體靈活分隔室室內(nèi)空間，形形成開(kāi)放式住住宅。同時(shí)，利用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)連接簡(jiǎn)單的的特點(diǎn)，在垂垂直平面內(nèi)比比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)能能更好地應(yīng)用錯(cuò)層、躍層層結(jié)構(gòu)。由于于鋼結(jié)構(gòu)住宅宅的構(gòu)件截面面尺寸小，可可以增加使用面積，提高高得房率。下下圖以梅山苑苑二期為例，從從圖中可見(jiàn)柱柱截面很小：2.3承載強(qiáng)度度高，抗震性性能好相同的荷載，鋼鋼結(jié)構(gòu)截面最最小，相同的的截面，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)承載力最最大。在抗震設(shè)防區(qū)，由由于鋼結(jié)構(gòu)重重量輕，六層層輕鋼住宅的的重量?jī)H相當(dāng)當(dāng)于四層磚混結(jié)構(gòu)的重重量，因此，本本身所受的地地震作用小;而且，鋼材材具有高延性，有較好的的耗能能力，因因此，抗震性性能好，結(jié)構(gòu)構(gòu)安全度高。2.4施工優(yōu)勢(shì)勢(shì)突出，綜合合造價(jià)低現(xiàn)澆混凝土需要要連續(xù)施工，在在我國(guó)北方地地區(qū)受到施工工季節(jié)的影響。鋼結(jié)構(gòu)的大大部分構(gòu)件在在工廠生產(chǎn)，運(yùn)運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)過(guò)焊接或螺栓栓進(jìn)行整體組裝，可全全天候作業(yè)。施施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)業(yè)量小，減少少了施工臨時(shí)時(shí)用地，對(duì)周圍環(huán)境污染染小，提高了了施工的機(jī)械械化水平。施施工時(shí)可以節(jié)節(jié)省支模、拆模的材料料，由此降低低成本，大大大加快施工速速度。資金價(jià)價(jià)值在施工中充分體現(xiàn)，減減少資金成本本，對(duì)開(kāi)發(fā)商商的銷售和資資金回籠極為為有利。鋼結(jié)構(gòu)承載力高高，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的大開(kāi)開(kāi)間布置，構(gòu)構(gòu)件截面小，自自重比較輕，地基的處處理比較容易易，可以采用用天然基礎(chǔ)型型式。由于基基礎(chǔ)在工程造價(jià)中占有比比重比較大，上上部結(jié)構(gòu)重量量輕可以降低低基礎(chǔ)的造價(jià)價(jià)，從而減少整個(gè)項(xiàng)目目的投資。2.5符合節(jié)約約型社會(huì)建設(shè)設(shè)的要求鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠廠大批量生產(chǎn)產(chǎn)，工業(yè)化、商商品化程度高高。它能將節(jié)節(jié)能、防水、隔熱熱、門窗等先先進(jìn)的成品集集合在一起，實(shí)實(shí)現(xiàn)綜合成套套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施施工、安裝一一體化，提高高住宅的產(chǎn)業(yè)業(yè)化水平。今今后隨著城市建設(shè)的發(fā)展展，城市改造造需要拆除大大量的舊建筑筑，鋼結(jié)構(gòu)比比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拆除更容易易實(shí)施，鋼材材回收利用率率高、拆除成成本低、污染染較小，符合可持續(xù)發(fā)展的的要求。當(dāng)然然，鋼結(jié)構(gòu)也也有一些缺點(diǎn)點(diǎn)，如防火能能力差、易銹蝕等。但這些些問(wèn)題隨著科科技的發(fā)展，設(shè)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，先先進(jìn)的防火材材料、防銹涂料及新型型耐火耐候鋼鋼的出現(xiàn)將得得到很好的解解決。二、鋼結(jié)構(gòu)建筑筑防火的研究究與發(fā)展1、鋼結(jié)構(gòu)防火火的研究歷史史1.1國(guó)內(nèi)外對(duì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的耐耐火性能與耐耐火承載力計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行行過(guò)大量研究究在國(guó)外從20世世紀(jì)60年代開(kāi)始始對(duì)鋼管混凝凝土柱、壓型型鋼板-混凝土組合合板、鋼-混凝土組合合梁在火災(zāi)下下的力學(xué)性能能進(jìn)行了大量量理論分析和和試驗(yàn)研究。我我國(guó)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始始對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的的耐火設(shè)計(jì)進(jìn)進(jìn)行了研究，如如原哈爾濱建建筑大學(xué)。福福州大學(xué)、同同濟(jì)大學(xué)、公公安部天津消消防科學(xué)研究究所和清華大大學(xué)等單位對(duì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件平面鋼框架架結(jié)構(gòu)的耐火火性能進(jìn)行了了一系列研究究，提出相關(guān)關(guān)耐火承載力力和保護(hù)層厚厚度的計(jì)算方方法。在國(guó)內(nèi)外多年的的研究下，如如今對(duì)于鋼材材和鋼結(jié)構(gòu)在在高溫下的強(qiáng)強(qiáng)度、彈性模模量及全過(guò)程程曲線等；高高溫下鋼材的的熱導(dǎo)率、比比熱、容重及及膨脹系數(shù)等等；高溫環(huán)境境中的破壞特特征、不同構(gòu)構(gòu)件形狀或尺尺寸變化特征征；構(gòu)件和結(jié)結(jié)構(gòu)的耐火極極限及全過(guò)程程分析；構(gòu)件件和結(jié)構(gòu)內(nèi)部部溫度場(chǎng)的研研究與分析計(jì)計(jì)算；以及關(guān)關(guān)于耐火保護(hù)護(hù)層計(jì)算都形形成了較為系系統(tǒng)的理論。在火災(zāi)下單個(gè)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的失失效并不意味味著整體結(jié)構(gòu)構(gòu)的破壞。鋼鋼結(jié)構(gòu)在局部部構(gòu)件發(fā)生破破壞后仍將因因結(jié)構(gòu)內(nèi)力重重分布而具有有一定承載力力。另外，目目前所采用的的標(biāo)準(zhǔn)溫升曲曲線受火條件件只考慮了建建筑內(nèi)以纖維維火災(zāi)為主的的火災(zāi)發(fā)展過(guò)過(guò)程，未考慮慮實(shí)際的火災(zāi)災(zāi)荷載、通風(fēng)風(fēng)條件等因素素，其結(jié)果與與實(shí)際狀況有有較大差異。因因此，如何采采用計(jì)算機(jī)模模型模擬真實(shí)實(shí)的建筑火災(zāi)災(zāi)，并基于不不同火災(zāi)條件件下整體結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)火反應(yīng)分分析的結(jié)構(gòu)耐耐火設(shè)計(jì)，是是鋼結(jié)構(gòu)耐火火研究的熱點(diǎn)點(diǎn)之一。而在在建筑防火規(guī)規(guī)范中進(jìn)行基基于建筑火災(zāi)災(zāi)安全性能化化設(shè)計(jì)的規(guī)定定，則是當(dāng)前前國(guó)內(nèi)外消防防安全工程領(lǐng)領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)點(diǎn)課題，也是是建筑防火規(guī)規(guī)范的發(fā)展方方向。所謂建建筑的火災(zāi)安安全性能化設(shè)設(shè)計(jì)是區(qū)別于于現(xiàn)行以處方方式規(guī)范規(guī)定定為基礎(chǔ)進(jìn)行行設(shè)計(jì)的一種種利用消防安安全工程學(xué)等等原理、以預(yù)預(yù)定消防安全全水平為目標(biāo)標(biāo)的消防工程程設(shè)計(jì)方法，可可視為是對(duì)現(xiàn)現(xiàn)行規(guī)格式規(guī)規(guī)范進(jìn)行等效效定量的一種種方法，也可可視為是完全全脫離規(guī)格式式要求而制定定的性能指標(biāo)標(biāo)。設(shè)計(jì)人員員按照設(shè)計(jì)對(duì)對(duì)象的特性，按按規(guī)范要求，采采用規(guī)格式規(guī)規(guī)范或以性能能為基礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計(jì)和評(píng)估方方法來(lái)完成認(rèn)認(rèn)為可接受或或能夠取得最最低規(guī)定安全全水平的設(shè)計(jì)計(jì)。該方法包包括：(1)建立消防防安全總目標(biāo)標(biāo)和子目標(biāo)：：(2)對(duì)火災(zāi)場(chǎng)場(chǎng)景進(jìn)行定性性分析和概率率分析；O))N用己被接接受的工程應(yīng)應(yīng)用工具、方方法和性能判判定標(biāo)準(zhǔn)，按按照消防安全全總目標(biāo)和子子目標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)替代方案進(jìn)進(jìn)行量化與評(píng)評(píng)估。1．2．1．22鋼結(jié)構(gòu)耐火火設(shè)計(jì)方法研研究的發(fā)展?fàn)顮顩r隨著人們對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)耐火認(rèn)識(shí)的的深入和結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算理論的的發(fā)展，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的耐火設(shè)設(shè)計(jì)方法也得得到不斷發(fā)展展。主要分以以下幾個(gè)階段段：l、基于試驗(yàn)驗(yàn)的構(gòu)件耐火火設(shè)計(jì)方法：：通過(guò)在規(guī)定定荷載分布與與各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定的火災(zāi)時(shí)時(shí)間一溫度曲曲線條件下對(duì)對(duì)不同類型的的構(gòu)件進(jìn)行大大量耐火試驗(yàn)驗(yàn)，取得試驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)并確定定在采取不同同防火措施后后構(gòu)件的耐火火時(shí)間，以此此作為建筑防防火設(shè)計(jì)的依依據(jù)。這種方方法簡(jiǎn)單直觀觀、應(yīng)用方便便，但難以考考慮并模擬荷荷載的分布和和大小、構(gòu)件件端部約束條條件、實(shí)際受受火條件等因因素。在現(xiàn)行行建筑設(shè)計(jì)防防火規(guī)范的附附錄中給出的的數(shù)據(jù)，均依依賴此方法。2、基于計(jì)算的的構(gòu)件耐火設(shè)設(shè)計(jì)方法：在在考慮了荷載載的分布和大大小、構(gòu)件端端部約束條件件等因素以后后應(yīng)用經(jīng)典解解析方法或有有限元等數(shù)值值方法，通過(guò)過(guò)理論計(jì)算來(lái)來(lái)確定構(gòu)件的的耐火極限。目目前這種方法法己被英國(guó)、澳澳大利亞、歐歐洲共同體等等國(guó)家的設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范采用。但但這種方法的的受火條件仍仍是以IS00834的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線線為基礎(chǔ)。上上述方法所取取得的構(gòu)件耐耐火極限狀態(tài)態(tài)不能表征整整個(gè)結(jié)構(gòu)的耐耐火極限狀態(tài)態(tài)，且試驗(yàn)費(fèi)費(fèi)用較高，試試驗(yàn)的受火條條件及計(jì)算假假設(shè)均與實(shí)際際火災(zāi)有較大大差異。因此此，只有將整整體結(jié)構(gòu)的全全過(guò)程對(duì)火反反應(yīng)分析作為為結(jié)構(gòu)耐火設(shè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并并按實(shí)際火災(zāi)災(zāi)場(chǎng)景的溫度度變化進(jìn)行受受火研究分析析，才可能與與真實(shí)狀態(tài)接接近。3、基于計(jì)算的的結(jié)構(gòu)耐火設(shè)設(shè)計(jì)方法：結(jié)結(jié)構(gòu)作為一個(gè)個(gè)整體承受荷荷載，單個(gè)構(gòu)構(gòu)件的破壞并并不意味著整整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞壞。相反由于于結(jié)構(gòu)中的內(nèi)內(nèi)力重分布，結(jié)結(jié)構(gòu)仍具有一一定的承載力力。因此，結(jié)結(jié)構(gòu)的耐火設(shè)設(shè)計(jì)方法與實(shí)實(shí)際狀況更接接近更合理。法法國(guó)已采用此此方法。英國(guó)國(guó)也正在制定定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，如BS99999(草草稿)。4、考慮火災(zāi)隨隨機(jī)性的結(jié)構(gòu)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)方方法：這種方方法以概率可可靠度為指標(biāo)標(biāo)，考慮了火火災(zāi)及空氣升升溫的隨機(jī)性性。此法先確確定不同典型型場(chǎng)所的火災(zāi)災(zāi)荷載及其分分布、火災(zāi)場(chǎng)場(chǎng)景，再采用用性能化方法法進(jìn)行計(jì)算，是是各國(guó)目前正正在積極研究究的以性能為為基礎(chǔ)的安全全評(píng)估技術(shù)和和建筑消防安安全性能化設(shè)設(shè)計(jì)的一部分分。目前我國(guó)國(guó)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的耐火火能力確定方方法為按常規(guī)規(guī)方法完成設(shè)設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)，進(jìn)行耐火火能力的驗(yàn)算算，確定滿足足防火規(guī)范規(guī)規(guī)定的相應(yīng)耐耐火要求。這這種方法大致致還處于第二二階段，即：：根據(jù)構(gòu)件常常溫下的力學(xué)學(xué)性能，設(shè)計(jì)計(jì)荷載下構(gòu)件件應(yīng)力狀態(tài)及及構(gòu)件的邊界界條件，確定定其臨界溫度度；依據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)用鋼材及混混凝上的熱力力學(xué)性能和熱熱工性能、截截面的幾何形形狀、熱傳導(dǎo)導(dǎo)方式、保護(hù)護(hù)層厚度等，根根據(jù)按《建筑筑構(gòu)件耐火試試驗(yàn)方法》GGB／T99788規(guī)定的火災(zāi)災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一一溫度曲線受受火條件下鋼鋼構(gòu)件的耐火火能力計(jì)算方方法，確定構(gòu)構(gòu)件在高溫作作用下的耐火火極限和極限限承載力；最最后驗(yàn)算在規(guī)規(guī)定的耐火時(shí)時(shí)間內(nèi)，構(gòu)件件所達(dá)到的溫溫度最大值是是否不大于其其臨界溫度，或或者與建筑設(shè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范范規(guī)定的有關(guān)關(guān)構(gòu)件的耐火火極限進(jìn)行比比較，確定最最終的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)保護(hù)設(shè)計(jì)。此此方法可用圖圖1．1的設(shè)計(jì)流程程圖表示。1．2．13結(jié)結(jié)構(gòu)耐火試驗(yàn)驗(yàn)研究在70年代，我我國(guó)為了制定定相關(guān)建筑設(shè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范范，對(duì)建筑結(jié)結(jié)構(gòu)單一構(gòu)件件的耐火性能能開(kāi)展了大規(guī)規(guī)模的試驗(yàn)研研究，取得了了一批數(shù)據(jù)．．并作為結(jié)構(gòu)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)的的基礎(chǔ)。自880年代以來(lái)來(lái)，公安部天天津和四川消消防科學(xué)研究究所、同濟(jì)大大學(xué)、哈爾濱濱建筑大學(xué)等等單位對(duì)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其其保護(hù)的耐火火性能進(jìn)行了了研究，并對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)整體的的耐火性能開(kāi)開(kāi)展過(guò)小規(guī)模模的試驗(yàn)研究究。國(guó)外對(duì)鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和和鋼，混凝土土混合結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行過(guò)較較多研究。日日本在80年代初，曾曾對(duì)一系列鋼鋼框架模型利利用電爐加熱熱方法進(jìn)行過(guò)過(guò)火災(zāi)試驗(yàn)。90年代前后，法國(guó)等對(duì)鋼結(jié)構(gòu)整體耐火性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，英國(guó)建筑研究所03RE)I鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)(SCI)，愛(ài)丁堡大學(xué)等在Cardington對(duì)整體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了足尺實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)，取得了一批研究成果。1．2．2鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)研究結(jié)束鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)主要有外包敷隔熱屏蔽方法、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和充水冷卻保護(hù)三種方式。國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究主要集中在外包敷隔熱屏蔽方法方面。1、國(guó)外在上世世紀(jì)70年代對(duì)鋼鋼結(jié)構(gòu)防火涂涂料的研究和和應(yīng)用開(kāi)展了了積極的工作作并取得了許許多實(shí)用成果果。而采用防防火板等方式式保護(hù)則早在在80年前就已已開(kāi)始應(yīng)用。40年代美國(guó)研制出硅酸鈣保溫絕熱材料，90年代，丹麥和德國(guó)研制出工作溫度高達(dá)1100℃的無(wú)巖棉硅酸鈣絕熱材料。2、在我國(guó)，公公安部天津和和四川消防科科學(xué)研究所、中中國(guó)建筑科學(xué)學(xué)研究院等單單位自20世紀(jì)80年代以來(lái)來(lái)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的防火保護(hù)護(hù)進(jìn)行了系統(tǒng)統(tǒng)研究，取縟縟了大量成果果。在防火涂涂料研究方面面，19855年研制出LGG鋼結(jié)構(gòu)防火火隔熱涂料，1987年研制出薄型LB鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料，1994年研制出SWH室外鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料和SWB室外鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料，19％年研制出LF和CB超薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料。此外，我國(guó)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐候性、耐久性方面也開(kāi)展過(guò)一些研究。在防火涂料研制出來(lái)以前，我國(guó)建造的鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)主要采用蛭石混凝土板、珍珠巖板、石棉水泥板和石膏板等防火保護(hù)板材。隨著人們對(duì)人身健康和環(huán)境問(wèn)題的日益重視，近10年來(lái)，采用無(wú)石棉的硅酸石結(jié)構(gòu)型防火板對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)是新的發(fā)展方向。在采用自動(dòng)噴水水滅火系統(tǒng)保保護(hù)方面，主主要是針對(duì)大大空間或大跨跨度的屋架部部分。對(duì)于空空心鋼結(jié)構(gòu)，也也有采用在火火災(zāi)時(shí)在其內(nèi)內(nèi)部充入循環(huán)環(huán)水進(jìn)行冷卻卻保護(hù)。三、鋼結(jié)構(gòu)高溫溫下的結(jié)構(gòu)與與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的性能變化1、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件在火災(zāi)條件件下的破壞機(jī)機(jī)理火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生生的熱量是以以輻射和對(duì)流流傳給結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的，即使使構(gòu)件是不燃燃的，由于溫溫度上升也會(huì)會(huì)引起膨脹和和強(qiáng)度的降低低。熱膨脹引引起構(gòu)件伸長(zhǎng)長(zhǎng)，或兩側(cè)受受熱不均時(shí)引引起構(gòu)件彎曲曲，產(chǎn)生位移移或約束力，在在剛性框架結(jié)結(jié)構(gòu)中，由于于橫梁伸長(zhǎng)而而產(chǎn)生的約束束增大，可能能把柱子從其其承載處推開(kāi)開(kāi)，使結(jié)構(gòu)受受到破壞，引引起垮塌。鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在在溫度升高時(shí)時(shí)，強(qiáng)度會(huì)降降低。對(duì)建筑用鋼而言言，在2600℃以前其強(qiáng)度度不降低；2260℃-280℃開(kāi)始下降，達(dá)達(dá)到400""C時(shí)屈服現(xiàn)現(xiàn)象消失、強(qiáng)強(qiáng)度明顯降低低；達(dá)到4550℃-500℃時(shí)，鋼材內(nèi)內(nèi)部再結(jié)晶使使強(qiáng)度急速下下降；至5550℃時(shí)，其強(qiáng)度度將損失400％；至7000℃時(shí)基本失去去承載力。與與此同時(shí)，在在較低溫度時(shí)時(shí)蠕變也會(huì)發(fā)發(fā)生，但只有有在高于0.3Tt((以絕對(duì)溫度度表示的金屬屬熔點(diǎn))時(shí)才比較明明顯，對(duì)于碳碳素鋼，該溫溫度約為3000℃-350℃；溫度越高高，蠕變?cè)矫髅黠@。因此，高高溫時(shí)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的受力力狀態(tài)十分不不利，防火設(shè)設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建筑必須充充分考慮的關(guān)關(guān)鍵。四、鋼結(jié)構(gòu)建筑筑的防火設(shè)計(jì)計(jì)(民用建筑+工業(yè)建筑)1、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的被動(dòng)耐火火保護(hù)所謂鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的被動(dòng)耐火火保護(hù)就是一一種在火災(zāi)中中不依靠降低低火災(zāi)的燃燒燒熱釋放率或或抑制火災(zāi)增增長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)結(jié)構(gòu)不受高溫溫或火焰嚴(yán)重重影響的防火火保護(hù)方法。它它只憑所采取取的措施自身身的熱特性，將將結(jié)構(gòu)構(gòu)件與與高溫?zé)煔饣蚧蚧鹧娓綦x或或吸收構(gòu)件所所接受的熱量量，使構(gòu)件在在火災(zāi)作用下下仍能發(fā)揮其其預(yù)定功能。一一般采用不燃燃的熱惰性材材料或熱導(dǎo)率率小且遇熱能能自行膨脹或或炭化的涂敷敷材料直接包包敷在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)外面或在火火災(zāi)時(shí)充入循循環(huán)水冷卻保保護(hù)直接包敷保護(hù)法法是在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)表面或外圍圍直接施用防防火材料，如如砌筑磚石、澆澆筑混凝土、抹抹灰、噴涂防防火涂料或包包敷防火板等等將裸露的鋼鋼構(gòu)件包封或或覆蓋起來(lái)，達(dá)達(dá)到提高鋼結(jié)結(jié)構(gòu)耐火能力力的目的。(1)在鍋結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件四周澆澆筑混凝十或或砌筑耐火磚磚，如上海外外灘的浦發(fā)銀銀行(原匯豐銀行行)，浦東世界界金融大廈、上上海信息大廈廈。這種方法法比較可靠，但但較適合于鑰鑰柞的保護(hù)。對(duì)對(duì)于梁等其他他構(gòu)件。施--El：l：較麻煩且且自重大；對(duì)對(duì)于初期升溫溫很快的火災(zāi)災(zāi)也不太適用用。這種保護(hù)護(hù)方法在高溫溫作用F易發(fā)生崩裂裂現(xiàn)象。(2)采用硅酸酸鈣板、蠔石石板、珍珠巖巖板、石棉水水泥板、石膏膏板等耐火輕輕質(zhì)板材包覆覆，如上海希希爾頓賓館、新新錦江飯店，其其中蜓石板的的最高使用溫溫度為8500℃，石膏板的的最高使用溫溫度600℃，纖維增強(qiáng)強(qiáng)普通硅酸鈣鈣板的使用溫溫度為6500℃～950℃。其中纖維維增強(qiáng)普通硅硅酸鈣板在日日本高層建筑筑中的總用量量己達(dá)防火材材料總量的llO％。90年代中期期德國(guó)和丹麥麥研制的無(wú)石石棉純硬硅鈣鈣石絕熱板和和公安部四川川消防科學(xué)研研究所研制的的GF新型鋼結(jié)結(jié)構(gòu)防火板的的最高使用溫溫度均可達(dá)11l000"C。蛙石石板和珍珠巖巖板客重小，但但使用最高溫溫度只有6550"C～850℃，很難達(dá)到到鋼結(jié)構(gòu)耐火火保護(hù)的目的的。防火板包包敷屏蔽保護(hù)護(hù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件具有施工方方便、成本低低、干法施TT和耐久、施施工質(zhì)量易控控制等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)對(duì)鋼柱、鋼粱粱和樓板均適適用，在建筑筑鋼結(jié)構(gòu)防火火保護(hù)中有較較大發(fā)展?jié)摿α?。此外，纖纖維增強(qiáng)復(fù)合合材料熱容高高、燒透時(shí)間間長(zhǎng)，具有良良好的隔熱性性能，也是一一種較好的耐耐火包敷材料料。這種保護(hù)護(hù)方法可靠、在在國(guó)外應(yīng)用比較普遍遍，且有相應(yīng)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如如英國(guó)、歐盟盟、日本和美美國(guó)等，但在在我國(guó)應(yīng)用還還不普遍。這這種方法對(duì)節(jié)節(jié)點(diǎn)處理的要要求較高。(3)噴涂鋼結(jié)結(jié)構(gòu)防火涂料料，如上海金金沙江飯店、世世界廣場(chǎng)、上上海和北京的的國(guó)際貿(mào)易中中心大廈。應(yīng)應(yīng)用防火涂料料來(lái)增加鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的耐火性性能是一種比比較傳統(tǒng)的方方法。膨脹犁犁涂料暴露在在高溫下，其其膨脹體積可可以達(dá)到500倍，有的甚甚至高達(dá)2000倍。這樣樣形成的保護(hù)護(hù)層能有教地地阻止熱量被被傳導(dǎo)到鋼材材上。常用阻阻燃劑的分解解溫度大部分分低于3000℃，能夠滿足足鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)護(hù)的需要。(4)在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部充充水保護(hù)法。這這種方式依靠靠火災(zāi)時(shí)向鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)內(nèi)部充入循環(huán)環(huán)水進(jìn)行降溫溫冷卻，達(dá)到到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的目的。它它需要一套完完善的火災(zāi)報(bào)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)和足夠的水水源與供水系系統(tǒng)，效果良良好，但成本本較高、火災(zāi)災(zāi)時(shí)增加結(jié)構(gòu)構(gòu)自重、且結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部需作作耐水腐蝕處處理。這種方方法國(guó)內(nèi)外均均試驗(yàn)不多?？傊Ｔ谶x用鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐耐火保護(hù)材料料時(shí)，除需要要考慮材料的的耐火性能外外，還要考慮慮材料的耐久久性，耐候性性、耐腐蝕性性、抗反復(fù)荷荷載性能以及及高溫穩(wěn)定性性等，使其既既能滿足功能能要求，又其其有一定的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效果。1．2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的主動(dòng)防防火保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豐豐動(dòng)防火保護(hù)護(hù)是一種采用用建筑內(nèi)的主主動(dòng)消防措施施，如采取排排煙、自動(dòng)滅滅火系統(tǒng)，排排除室內(nèi)熱量量，抑制火災(zāi)災(zāi)增長(zhǎng)和滅火火，在火災(zāi)發(fā)發(fā)生后從根本本上消除高溫溫和火焰對(duì)鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的威脅，以實(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的方法。與與被動(dòng)耐火保保護(hù)相比，它它是一種更積積極的保護(hù)方方式。建筑室室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)發(fā)展都有其規(guī)規(guī)律和發(fā)展過(guò)過(guò)程，見(jiàn)蒔述述。只要在火火災(zāi)過(guò)程中能能及時(shí)排除積積聚在室內(nèi)的的熱量，降低低其燃燒熱釋釋放率．就能能防止轟燃的的發(fā)生。實(shí)踐踐證明，在建建筑物內(nèi)設(shè)置置自動(dòng)滅火設(shè)設(shè)施．能有放放地抑制火災(zāi)災(zāi)的蔓延擴(kuò)666科技資訊訊SCIENNCE＆TECHNNOLOGYYINFOORMATIION大或撲撲滅初期火。這這樣可以降低低室內(nèi)溫度，使使建筑結(jié)構(gòu)得得到保護(hù)，并并為人員疏散散創(chuàng)造良好的的條件與環(huán)境。因因此，當(dāng)根據(jù)據(jù)場(chǎng)所內(nèi)的可可燃物性質(zhì)和和可能的火災(zāi)災(zāi)規(guī)模，結(jié)構(gòu)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和和建筑的性質(zhì)質(zhì)與功能，選選用相適用的的自動(dòng)滅火設(shè)設(shè)施，能夠撲撲滅該場(chǎng)所內(nèi)內(nèi)的初期火而而不致使火災(zāi)災(zāi)擴(kuò)大或蔓延延時(shí)，就可以以適當(dāng)降低對(duì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)耐火火性能的要求求。但應(yīng)注意意，鋼結(jié)構(gòu)的的耐火保護(hù)是是對(duì)整個(gè)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)體系而言言的，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)間的傳熱與與內(nèi)力分布影影響。此外，建建筑物內(nèi)設(shè)置置的滅火設(shè)施施是否能