隨著企業生產倉儲用房日趨大型化,而鋼結構骨架建造的廠房,因具有質量輕、強度高,抗震性能好,施工周期短,建築工業化程度高,空間利用率大,節省投資等優點,而被投資者大量應用。鋼材suishiyizhongburanshaodecailiao,queshiredeliangdaoti,jiyichuandaoreliang,zaiweijinxingfanghuochulideqingkuangxia,huozaishiqiangduhuixunsuxiajiang,chuxiansuxingbianxing,chanshengjubusunhuai,zaochenggangjiegouzhengtidaotashixiao。cileigangjiegoujianzhuhaicunzaikongjianda,huoshimanyankuai,shusankunnandengtedian,yidanfashenghuozai,changyongdezidongxiaofangsheshihennanfahuiyuqizuoyong,renyuanshusanhemiehuojiuyuannandujiaoda。shejishigongzhongduidakuadujianzhugangjiegoujinxingfanghuochulihezaidingbujiehecaiguang、通風設置有效排出建築內的高溫煙氣自然排煙窗可以有效的增強鋼結構的耐火極限,防止火災中鋼結構屋頂整體跨塌,有利於滅火救援、人員疏散、疏散物資財產和建築結構安全。對鋼結構廠房火災時的理化性能分析顯得尤為重要。
一、鋼結構火災時的理化性能
建築用鋼(Q235、Q345鋼等)在全負荷的情況下失去靜態平衡穩定性的臨界溫度為540℃左右。鋼材的機械性能隨溫度的不同而有變化,當溫度升高時,鋼材的屈服強度,抗拉強度和彈性模量的總趨勢是降低的,但在150℃以下時它的特性方麵變化不大。當溫度在250℃左右時,鋼材的抗拉強度反而有較大提高,但這時的相應伸長率較低、衝擊韌性變差,鋼材在此溫度範圍內破壞時常呈脆性破壞特征,稱為“藍脆”。如在“藍脆”溫度範圍內進行鋼材的機械加工,則易產生裂紋,故應力求避免。當溫度超過300℃時,鋼材的抗拉強度、屈服強度和彈性模量開始顯著下降,而伸長率開始顯著增大,鋼材產生徐變;當溫度超過400℃時,強度和彈性模量都急劇降低;到500℃左右,其強度下降到40%~50%,鋼材的力學性能,諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降,低於建築結構所要求的屈服強度。我國20世紀90年代初對裸露鋼梁的耐火極限進行了驗證,確認了I36b、I40b標準工字鋼梁的耐火極限分別為15min、16min(鋼梁內部達到臨界溫度:平均溫度538℃,最高溫度649℃)。因yin此ci,若ruo用yong沒mei有you防fang火huo保bao護hu的de普pu通tong建jian築zhu用yong鋼gang作zuo為wei建jian築zhu物wu承cheng載zai的de主zhu體ti,一yi旦dan發fa生sheng火huo災zai,則ze建jian築zhu物wu會hui迅xun速su坍tan塌ta,對dui人ren民min的de生sheng命ming和he財cai產chan安an全quan造zao成cheng嚴yan重zhong的de損sun失shi。
二、鋼結構廠房的防火措施
通(tong)過(guo)對(dui)鋼(gang)結(jie)構(gou)火(huo)災(zai)時(shi)的(de)理(li)化(hua)性(xing)質(zhi)數(shu)據(ju)查(zha)詢(xun)統(tong)計(ji),解(jie)決(jue)好(hao)鋼(gang)結(jie)構(gou)抗(kang)高(gao)溫(wen)能(neng)力(li)是(shi)預(yu)防(fang)和(he)減(jian)少(shao)火(huo)災(zai)時(shi)大(da)跨(kua)度(du)建(jian)築(zhu)跨(kua)塌(ta)危(wei)險(xian)的(de)有(you)效(xiao)途(tu)徑(jing)。解(jie)決(jue)好(hao)鋼(gang)結(jie)構(gou)的(de)抗(kang)高(gao)溫(wen)能(neng)力(li),可(ke)以(yi)運(yun)用(yong)“此消彼長”的原理,從提高鋼結構耐火極限以和迅速降低火場溫度兩方麵考慮。
1、迅速排煙,降低火場溫度
一般室內火災的自然發展過程大體分成三個主要階段,即:初期增長階段、充分發展階段及衰減階段。
災發展的初期增長階段,隨著放出熱量迅速增多,在可燃物上方形成溫度較高、buduanshangshengdehuoyuliu。dangyuliushoudaofangjiandingpengdezudanghou,bianzaidingpengxiafangxiangsimiankuosankailai,xingchengleyandingpengbiaomianpingxingliudongdejiaobodereyanqiceng,dadaoleyidinghoudushiyouhuimanmanxiangshineizhongbukuozhan,bujiujiuhuizaidingpengxiafangxingchengzhujianzenghoudereyanqiceng。danghuozaidadaochongfenfazhanjieduan,reyanqicengdewenduyuzhongxinwenduxiangchawuji。
如果室內有通向外部的開口(如門和窗),則ze當dang煙yan氣qi層ceng的de厚hou度du低di於yu開kai口kou的de上shang沿yan高gao度du時shi,煙yan氣qi便bian可ke由you此ci流liu到dao室shi外wai。開kai口kou便bian起qi著zhe向xiang外wai排pai煙yan的de作zuo用yong。在zai建jian築zhu火huo災zai的de發fa展zhan過guo程cheng中zhong,煙yan氣qi的de排pai放fang相xiang當dang重zhong要yao,煙yan氣qi排pai放fang速su率lv的de大da小xiao決jue定ding著zhe煙yan氣qi層ceng高gao度du的de變bian化hua情qing況kuang。當dang排pai放fang速su率lv大da於yu煙yan氣qi的de產chan生sheng速su率lv時shi,煙yan氣qi層ceng的de高gao度du會hui逐zhu漸jian升sheng高gao,最zui終zhong保bao持chi在zai對dui人ren沒mei有you威wei脅xie的de高gao度du。
在建築防排煙工程中,常用的三種方式是:自然排煙、jixiejiayasongfengfangyanhejixiepaiyan。ziranpaiyanhejixiepaiyanshikongzhiyanqixiajiangdechangyongfangfa,zaishijiyingyongzhongduocaiyongqianzhe,yujixiepaiyanxiangbiziranpaiyanyouqizishendeyoudian。yishiwudadedonglishebei,yunxingweixiufeiyongyeshao,qiepingshikejianzuohuanqiyong;二是在頂棚開設排煙口,自然排煙效果好。
2、阻隔溫度,提高鋼結構耐火極限
我國的鋼結構防火主要采用防火塗料、發泡防火漆和外包防火層等方法。
⑴發泡防火漆法
防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發(fa)泡(pao)劑(ji)等(deng)多(duo)種(zhong)材(cai)料(liao)製(zhi)造(zao)而(er)成(cheng)的(de)一(yi)種(zhong)阻(zu)燃(ran)塗(tu)料(liao)。防(fang)火(huo)漆(qi)與(yu)一(yi)般(ban)油(you)漆(qi)相(xiang)比(bi),在(zai)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian)基(ji)本(ben)一(yi)樣(yang),不(bu)同(tong)的(de)是(shi)它(ta)幹(gan)燥(zao)以(yi)後(hou),漆(qi)膜(mo)本(ben)身(shen)不(bu)易(yi)燃(ran)燒(shao),遇(yu)火(huo)時(shi),能(neng)推(tui)遲(chi)火(huo)焰(yan)延(yan)燒(shao)到(dao)塗(tu)漆(qi)的(de)可(ke)燃(ran)物(wu)上(shang),具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)防(fang)火(huo)性(xing)能(neng)。據(ju)試(shi)驗(yan):將一般油漆與防火漆分別塗在木板上,幹燥後,用同樣的火焰烘烤,塗一般油漆的木板,不到2分鍾就和油漆一道焦灼;而塗非膨脹惰氣型防火漆的木板,2分鍾後僅出現陰燃現象,靜置30秒後立即熄滅;塗膨脹惰氣型防火漆的木板,即使烘烤15fenzhong,lianyinranxianxiangyeweichuxian。youcikejian,yongfanghuoqituyuwutibiaomian,yidanfashenghuozai,dequenengzaidingshijianlizuzhihuoshimanyan,baohuwutibiaomian,congerweimiehuozhanzhengqubaoguideshijian。
⑵防火塗料法
防火塗料法就是在鋼結構上噴塗防火塗料以提高其耐火極限。目前,我國鋼結構防火塗料主要分為薄塗型和厚塗型兩類,即薄型(B類,包括超薄型)和厚型(H類)。薄型塗層厚度在7mm以下,在火災時能吸熱膨脹發泡,形成泡沫狀炭化隔熱層,從而阻止熱量向鋼結構傳遞,延緩鋼結構溫升,起到防火保護作用;厚型塗層厚度為8-50mm,塗層受熱不發泡,依靠其較低的導熱率來延緩鋼結構溫升,起到防火保護作用。兩者具有不同的性能特點,分別適用於不同場合:①室內裸露鋼結構、輕型屋蓋鋼結構及有裝飾要求的鋼結構,當規定耐火極限在1.5h及以下時,宜選用薄塗型鋼結構防火塗料。
②室內隱蔽鋼結構、高層全鋼結構及多層廠房鋼結構,當規定其耐火極限在1.5h以上時,應選用厚塗型鋼結構防火塗料。
⑶外包防火層法
waibaofanghuocengfajiushizaigangjiegouwaibiaotianjiawaibaoceng,keyixianjiaochengxing,yekeyicaiyongpentufa。xianjiaochengxingdeshitihunningtuwaibaocengtongchangyonggangsiwanghuogangjinlaijiaqiang,yixianzhishousuoliefeng,bingbaozhengwaikedeqiangdu。pentufakeyizaishigongxianchangduigangjiegoubiaomiantumoshabengyixingchengbaohuceng,shabengkeyishishihuishuinihuoshishigaoshajiang,yekeyichanruzhenzhuyanhuoshimian。tongshiwaibaocengyekeyiyongzhenzhuyan、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預製板,采用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結構上。外包防火層法通常應用於鋼柱。
隨著技術發展,用防火板作保護層技術越來越完善,應用越來越廣。防火板鋼結構防火保護主要用於耐火等級為一、二級的建築物的鋼柱、梁、樓板和屋頂承重構件,設備的承重鋼框架、支架、裙座等鋼構件進行包覆和屏蔽,以阻隔火焰和熱量,降低鋼結構的升溫速率,將鋼結構的耐火極限由0.25h提升到設計規範規定的耐火極限。
三、結論
從建築設計施(shi)工(gong)的(de)初(chu)期(qi)階(jie)段(duan)采(cai)用(yong)合(he)理(li)的(de)預(yu)防(fang)措(cuo)施(shi),以(yi)避(bi)免(mian)和(he)減(jian)少(shao)鋼(gang)結(jie)構(gou)在(zai)火(huo)災(zai)中(zhong)整(zheng)體(ti)跨(kua)塌(ta),就(jiu)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。因(yin)此(ci),本(ben)文(wen)對(dui)鋼(gang)結(jie)構(gou)廠(chang)房(fang)火(huo)災(zai)時(shi)的(de)理(li)化(hua)性(xing)能(neng)及(ji)防(fang)火(huo)措(cuo)施(shi)的(de)分(fen)析(xi)是(shi)廠(chang)房(fang)建(jian)設(she)中(zhong)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)一(yi)項(xiang)工(gong)作(zuo)。
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