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1、 二级专业结构辅导：钢结构的耐火保护我国才开头采纳现代化钢构造。新中国成立后，钢构造的应用有了很大的进展，不管在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都到达了较高的水平，把握了各种简单建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建筑了很多规模巨大而且构造简单的钢构造厂房、大跨度钢构造民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂钢屋架，北京和上海等地的体育馆的钢网架，陕西秦始皇兵马佣陈设馆的三铰钢拱架等。1. 钢构造的优点1.1钢构造的重量轻，虽然钢的比重大，但因其机械性能很好，可以承受较大的荷载，故钢构造件截面尺寸小，同样跨度同样荷载时，钢屋架的重量最多不过钢筋混凝土屋架的1/4或1
2、/3，钢构造的重量小，便于运输。1.2. 材质匀称，与力学计算的假定比拟符合，钢材内部组织比拟匀称，按近于各向同性体，而且在肯定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力状况与建筑力学计算的结果比拟符合。1.3. 钢构造制造、安装机械化程度高。钢构造具有某种段度的技术密集型性质，钢构造所用的材料单一，而且是成品，加工简便，机械化程度高，建造快速，简单保证质量，相宜于成批大量生产，从构件的工厂加工到现场吊装，工业化程度大大高于具有劳动密集性质的现浇钢筋混凝土构造。1.4. 钢构造安装施工简便。纲构造由专业化金属构件厂生产构件（梁、屋架、柱等），在工地上用电焊或螺栓（或高强螺栓）连接起来
3、，施工安装简便快速， 提高施工速度，已成为降低工程造价的最主要因素，构造造价问题已降到次要的地位。而且，螺栓连接的钢构造便于改造拆迁。1.5. 钢构造在平面布局上的敏捷性，则是另一重要特点。在信息时代的今日，对室内平面，空间和内部设施的要求更加严格了。原先的布局和设备，不久就可能变成不太适用或完全不适用，钢构造却可为平面重新布局供应更大的可能性，从而延长建筑物的使用寿命。钢构造虽然有这么多优点，但却有一个致命的缺点：不耐火。钢材虽然是不燃材料，但在火灾高温作用下，其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度上升而降低，在550左右时，降低幅度更为明显，一般在15分钟左右就会丢失承重力量而垮塌。国
4、内外钢构造建筑物的火灾案例都证明，发生火灾后20分钟以内就把建筑物烧垮，最终形成一片废墟。1973年5月天津市体育馆火灾，1969年12月上海文化广场火灾，1972年8月北京二七机车车辆厂纤维板车间火灾，都曝露了钢构造耐火性能差的致命弱点。2. 钢构造的耐火爱护方法由于钢构造耐火能差，在火灾高温作用下很快失效倒塌，耐火极限仅15分钟，若实行措施，对钢构造进展爱护，使其在火灾时温度上升不超过临界温度，钢构造在火灾中就能保持稳定性，对钢构造实行的爱护措施，从原理上来讲，主要可划分为两种：截流法和疏导法。2.1. 截流法截流法的原理是截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，从而使构件在规定的时间内温
5、升不超过其临界温度。其作法是构件外表设置一层爱护材料，火灾产生的高温首先传给这些爱护材料，再由爱护材料使给构件。由于所选材料的导热系数较小，而热容又较大，所以能很好地阻滞热流向构件的传输，从而起到爱护作用。截流法又分为喷涂法、包封法、屏蔽法和水喷淋法。2.1.1. 喷涂法喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件外表，形成爱护层。钢构造防火涂料按所使用的胶粘剂的不同可分为有机防火涂料和无机防火涂料两类，按涂层厚度分为薄涂型和厚涂型两类，薄涂型钢构造涂料涂层厚度一般为27mm，有肯定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，具有耐火隔热作用，耐火极限可达0.51.5小时，这种涂料又称纲构造膨胀防火涂料。厚涂型
6、钢构造防火涂料厚度一般为820mm，粒状外表，密度较小，导热系数低，耐火极限可达0.53.0小时，这种涂料又称钢构造防火隔热涂料。钢构造防火涂料的防火原理有三个：一是涂层对钢基材起屏蔽作用，使钢构造不至于直接暴露在火焰高温中。二是涂层吸热后局部物质分解放出的水蒸汽或其他不燃气体，起到消耗热量、降低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作用。三是涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻挡了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢构造的耐火极限。薄涂型钢构造防火涂料的主要品种有：LB、SG1、SB2、SS1钢构造膨胀防火涂料。厚涂型钢构造防火涂料主要品种有：LG钢构造防火隔热涂料、ST
7、IA、JG276、ST86、SB1、SG2钢构造防火涂料等。在喷涂钢构造防火涂料时，喷涂的厚度必需到达设计值，节点部位宜适当加厚，当遇有以下状况之一时，涂层内应设置与钢构造相连的钢丝网，以确保涂层坚固。承受冲去振动的梁设计层厚度大于40mm寸粘贴强度小于0.05MPa的涂料腹板高度大于1.5m的梁喷涂法适用范围最为广泛，可用于任何一种钢构件的耐火爱护。2.1.2. 包封法包封法就是在钢构造外表做耐火爱护层，将构件包封起来，其详细做法有：2.1.2.1. 用现浇混凝土作耐火爱护层。所使用的材料有混凝土、轻质混凝土及加气混凝土等。这些材料既有不燃性，又有较大的热容量，用作耐火保护层能使构件的升温减
8、缓。由于混凝土的表层在火灾高温下易于剥落，可在钢材外表加敷钢丝网，进一步提高其耐火的性能。2.1.2.2. 用砂浆或灰胶泥作耐火爱护层。所使用的材料一般有砂浆、轻质岩浆、珍宝岩砂浆或灰胶泥、蛭石砂浆或石灰胶泥等。上术材料均有良好的耐火性能，其施工方法常为金属网上涂抹上述材料。2.1.2.3. 用矿物纤维。其材料有石棉、岩棉及矿渣棉等。详细施工方法是将矿物纤维与水泥混合，再用特别喷枪与水的喷雾同时向底子喷涂，构成海绵状的掩盖层，然后抹平或任其呈凹凸状。上述方式可直接喷在钢构件上，也可以向其上的金属网喷涂，且以后者效果较好。2.1.2.4. 用轻质预制板作耐火爱护层。所用材料有轻质混凝土板、泡沫混
9、凝土板、硅酸钙成型板及石棉成型板等等，其做法是以上述预制板包覆构件，板间连接可采纳钉合及粘合。这种构造方式施工简便而工期较短，并有利工业化。同时，承重（钢构造）与防火（预制板）的功能划清楚确，火灾后修复简便且不影响主体构造的功能，因而具有良好的复原性。2.1.3. 屏蔽法屏蔽法是把钢构造包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁、钢屋架下作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐火力量，而且这种方法还能增加室内的美观，但要留意吊顶的接缝、孔洞处应严密，防止窜火。2.1.4. 水喷淋法水喷淋法是在构造顶部设喷淋供水管网，火灾时，自动启动（或手动）开头喷水，在构件外表形成
10、一层连续流淌的水膜，从而起到爱护作用。由上述可知，这些方法的共同特点是设法减小传到构件的热流量，因而称之为截流法。2.2. 疏导法与截流法不同，疏导法允许热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至上升到临界温度，从而起到爱护作用。疏导法目前主要是充水冷却爱护这一种方法。该方法是在空心封闭截面中（主要是柱）布满水，火灾时构件把从火场中汲取的热量传给水，依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走，构件温度便可保持在100左右。从理论上讲，这是钢构造爱护最有效的方法。该系统工作时，构件相当于盛满水被加热的容器，象烧水锅一样工作。只要补充水源，维持足够水位，而水的比热和气化热又较大，构件汲取的热量将源源不断地被耗掉或导走。冷却水可由高位水箱或供水管网或消防车来补充。蒸气由排气口排出。当柱高度过大时，可分为几个循环系统，以防止柱底水压过大，为防止锈蚀或水的冰结，水中应掺加阻锈剂和防冻剂。水冷却法既可单根柱自成系统，又可多根柱联通。前者仅依靠水的蒸发耗热，后者既能蒸发散热，还能借水的温差形成循环，把热量导向非火灾区温度较低的柱。
