2 钢结构的防火

　　2.1 钢结构防火重要性 钢材虽为非燃烧性材料，但钢材不耐火，温度400℃时，钢材的屈服强度将降至常温下强度的一半，温度达到600℃，钢材基本丧失全部强度和刚度。一般常用建筑钢材的临界温度（即丧失支撑能力时的温度）为540℃。对于建筑火灾，火场温度多在800~1200℃之间。在火灾发生的10分钟内，火场温度即可高达700℃以上，对于裸露的钢材构件，在这样的火场温度下，只要几分钟其温度就可上升到500℃而达到其临界值，进而失去载荷能力，导致建筑物倒塌。由上可见，钢结构的防火保护非常重要，这对于减轻火灾损失，减少伤亡具有重要意义。而对于钢结构住宅建筑来说，直接与人的生活起居有关，目居住建筑内一般都有较多的易燃物品，因此，住宅钢结构的防火保护有其特殊的意义。

　　2.2 钢结构桁架防火保护处理措施 火灾是火失去控制而蔓延的一种灾害性燃烧现象。一般地，火灾的发生必须具备存在能燃烧的物质，能提供持续燃烧的空气、氧气或其他氧化剂，以及能使可燃物质燃烧的着火源，这样三个条件。为此，考虑破坏以上三个条件，现今钢结构建筑的防火保护一般有以下一些措施：①冲水冷却保护法。该方法是在空心封闭的钢构件中充满水，火灾时构件把从火场中吸收的热量给水，依靠水的蒸发消耗能量或通过循环把热量带走，构件温度可控制100℃左右，从理论上讲，这是钢结构保护最有效的方法。这种方法由于对结构设计有专门要求，目前实际很少应有；②单面屏蔽法，在钢构件中的迎火面设置阻火屏障，将构件与火焰隔开，如果建筑物内部发生火灾，火焰也烧不到钢构件。这种在特殊部位设置的防火屏障措施不失一种较经济的钢构件防火方法； ③包封法，包封法是最常见也是最基本的钢结构防火保护方法，它是用耐火材料把构件包裹起来，一般有浇筑混凝土或砌筑防火砖和防火板材包覆，特别注意防火用板材基本应是不燃材料，对结构能起防火保护作用的板材，还应该具有写耐高温特性功能；④喷涂无机防火涂料。早在50年代欧美、日本等先进国家就广泛采用防火涂料保护钢结构。80年代初期，国内在一些重要钢结构建筑中也开始采用。发展至今，喷涂防火涂料已是使用最广泛的建筑钢结构防火法。钢结构防火涂料的品种较多，通常根据高温下涂层的变化情况分膨胀型和非膨胀型两大系列。其中，膨胀型防火涂料，又称薄型防火涂料，其基料为有机树脂，配方中还含有发泡剂等成分，用于钢结构防火，耐火极限可达0.5~1小时，非膨胀型防火涂料，主要成分为无机绝热材料，遇火不膨胀，自身具有良好的隔热性，故又称隔热防火涂料，对应耐火极限可达0.5~3小时以上。

　　2.3 钢管混凝土柱的耐火性能 根据国内外大量试验证明，钢管混凝土的抗火性能明显高于钢结构，但国内对钢管混凝土的防火基本上还是遵循钢结构的防火要求。这必然导致建筑材料的浪费和结构造价的偏离。钢管混凝土柱的耐火性能主要依赖以下几个因素柱的截面尺寸和形状、柱的有效计算长度、荷载大小、混凝土强度、混凝土骨料成分等。在火灾情况下，随着火灾现场温度的提高，钢迅速失去承载力，但钢管壁对核心混凝土仍起着“套箍”作用。虽然柱内混凝土的强度也逐渐丧失，但由于混凝土的热传导率很低，其强度丧失的速度远远低于钢的强度丧失，原本由组合构件承受的荷载逐渐能转移到核心混凝土上。最终，在钢管丧失强度的情况下，核心混凝土必须来承担全部荷载。钢管混凝土柱的耐火性能不能简单等同于钢结构的耐火。当然，对于不同形式的钢管混凝土柱及不同的受力情况，其耐火时限会有不同，但充分考虑钢管混凝土柱本身的耐火性能，尽可能降低防火被覆的厚度，降低工程造价。对于大力发展本文中所言及的轻钢住宅是极为有利的。