钢结构防火技术应用与研究.docx

1、 毕 业 论 文 钢结构防火技术应用与研究 Steel structure fire protection technology research and application 系（院）名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年 月 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，

2、均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明 本人完全了解关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名： 日 期： 目 录 中文摘要、关键 词 . 1 英文摘要、关键 词 . 2 引言 . 3 第一章 结构的应用及其特钢结构点 . 4 1.1 钢结构的优点 . 4 1.1.1 钢结构的塑

3、性和韧性好 . 4 1.1.2 钢结构重量轻 . 4 1.2 钢结构的耐火性能 . 5 1.2.1 钢结构耐火性能的取决条件 . 5 1.2.2 钢结构耐火性能的改善和提高方法 . 5 第二章 钢结构的防火设计 . 7 2.1 合理确定建筑耐火等级 . 7 2.2 钢结构防火保护设计 . 7 2.2.1 喷涂法 . 7 2.2.2 包敷法 . 7 2.2.3 水淋冷却法 . 7 2.3 人员疏散问题 . 7 第三章 钢结构防火保护的方法 . 8 3.1 主动防火 . 8 3.2 被动防火 . 8 3.2.1 改变钢材的材料组份 . 8 3.2.2 适当结合混凝土组成混合构件 . 8 3.2.3

4、 采取合理的钢构件防火构造处理方案 . 8 3.2.4 采取有效的防火保护方法 . 8 3.2.5 防火保护层的构造 . 9 第 四 章 钢结构常见的几种防火涂料 . 10 4.1 厚涂型防火材料 . 10 4.1.1 厚涂型防火材料涂装施工工艺及要求 . 10 4.1.2 厚涂型防火材料质量要求 . 10 4.2 薄涂型 防火材料 . 10 4.2.1 薄涂型 防火材料 涂装施工工艺及要求 . 10 结论 . 11 致谢 . 12 参考文献 . 13 1 钢结构防火技术应用与研究 中文摘要 ： 钢结构因具有强度高、重量轻、韧性好、施工速度快等优点，被广泛应用于建筑结构中，但耐火性能差是钢结构

5、的一个致命弱点。温度为 400时，钢材的强度将降至室温下强度的二分之一，温度达到 600时，钢材基本丧失了强度和刚度。所以对钢结构耐火性能、防火设计方法等问题进行研究分析具有十分重要的理论意义和社会意义。钢结构作为当今世界上集有很多优点于一身的建筑材料 ， 并且 随着钢构件为承重结构的建筑设计和施工技术越来越广泛的应用于现代建筑，由此带来的防火安全问题也正日益受到各方的密切关注。我国大约有 80%左右的钢结构采用防火涂料保护，检测带防火涂层的钢结构耐火极限不但是钢结构设计的重要依据，也是评价钢结构防火涂料性能的最重要的标准。本文研究钢结构的防火安全保护和耐火性的提高还有应用技术对于解决钢结构作

6、为建筑构件而更广泛应用于各类现代建筑具有十分重要的现实意义和应用价值。 关键词 ： 钢结构 优点 防火 耐火性 措施 保护方法 建筑防火 钢结构防火涂料 耐火极限 2 Steel structure fire protection technology research and application Abstract： Steel structure has the advantages of high strength, light weight, good toughness, high construction speed and so on, are widely used in b

7、uilding structures, but the poor fire resistance is a fatal weakness of steel structure. The temperature is 400 , the strength of steel will be reduced to room temperature strength of 1/2, when the temperature reached 600 degrees, the steel basic loss of strength and stiffness. So has the theory sig

8、nificance and the social significance of analysis of the problems of steel structure fireproof performance, fire prevention design method. Steel structure as the world set has many advantages in a building material, and with the steel member is a load-bearing structure of the building design and con

9、struction technology is more and more widely used in modern construction, fire safety problems resulting has increasingly attracted close attention of the parties. Some of Chinas steel structure about 80% of the fire protection, detection of steel structure fireproof limit with fireproof coating is

10、not only an important basis for the design of steel structure, the most important is the standard of performance evaluation of fire resistance coating for steel structure. Fire protection and fire resistance of steel structure improvement and application of technology for steel structure as the buil

11、ding components and more widely used in various types of modern architecture has a very important practical significance and application value. Key words: The advantages of steel structure fireproof measures of building fire protection method of fire retardant coatings for steel structure fireproof

12、limit 3 引 言 我国的钢结构建筑在二十一世纪四十年代小规模地应用于厂房、仓储等工业建筑中，七十年代后期逐渐被建筑师采纳，从而突破了传统的砖木结构、混凝土结构等建筑模式。近年来，随着国民经济的快速发展对各种类型的建 筑物的需求持续增长，以钢构件作为承重结构的建筑不断蓬勃涌现，尤其是在会场展馆、体育场馆、高层建筑、机场、高耸建筑等建筑物的建设中，钢结构得到了广泛应用。 钢结构工程因其具有跨度大、利用空间大、施工速度快、经济且实用等特点被广泛利用于企业厂房及跨度较大的建筑上。钢结构工程质量直接影响着建筑结构及使用安全。为确保钢结构工程施工质量，保障人民生命财产安全，作为工程管理者，特别是工程

13、质量的主要管理者的监理人员对钢结构工程的施工质量的控制就显得及其重要。 由于材性好、可靠性高、工业化程度高、施工工期短、有效使用空间大、便于运输和安装、可拆卸和改造、建筑垃圾少、材料可重复应用等诸多有点而得到现代建筑师的高度青睐。而以钢结构为主体的建筑是 现代 空间结构发展的主流，探讨现代钢结构建筑具有重要的意义和价值。但是由于钢结构的耐火性差，所以发生火灾时对建筑物造成的危害是严重的，因此对钢结构建筑物进行防火安全设计是十分有必要的。 我国近 20 年来，钢结构广泛应用于土木工程的公 共建筑中，比如北京的奥运场馆、滨州的国际会展中心等，我国目前钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益增多，使建筑

14、结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。 4 第一章 钢结构的应用及其特钢结构点 1.1 钢结构的优点 建筑钢结构的优点多多，相比较传统的混凝土结构和砌体结构等，它性能稳定，质量轻强度高，抗震性能好，施工时可以在厂房进行加工再到现场装配，不仅装配的完整度好精密度高，而且能够大大的加快施工进度缩短工期。同时它还被称为“绿色建筑”，基础造价低，材料可回收和再生，节能、省地、节水。作为一种绿色环保建筑，近年来，钢结构住宅已被建设部列为重点推广项目。然而，这么好的建筑结构形式却有一处致命伤，那就是耐火性能差。由于钢结构建筑本身具有一定的可燃物，而钢结构本身又有受热强度降低

15、极易造成建筑物倒塌等特性，因此钢结构建筑一旦发 生火灾往往造成群死群伤等恶性火灾事故的发生。最典型的例子就是美国的“ 911”事件，事件的主角是美国世贸中心大楼，是典型的钢结构高层建筑，坐落于美国纽约市曼哈顿闹市区南部、纽约海港旁，由 5 幢建筑物组成，其主楼呈双塔形，使用钢材 7.8 万吨，楼的外围有密置的钢柱，墙面由铝板和玻璃窗组成，素有“世界之窗”之称。“ 9.11”恐怖袭击中，在大火的作用下主楼仅仅经过 30 分钟便轰然倒塌，造成了死亡 2797 人、损失 360 亿美元的举世震惊惨案。因此，要想大力推广钢结构，首先必须提高钢结构的耐火性，只有这样，才能使这种节能环保的 建筑结构得到普

16、及并真正发挥它的优势。 1.1.1 钢结构的塑性和韧性好 塑性好，使钢结构一般不会因为偶然超载或者局部超载而突然断裂破坏。韧性好，则使钢结构对动力荷载的适应性较强。钢材的这些性能对钢结构的安全提供了安全的保证。1.1.2 钢结构重量轻 钢结构与其他建筑材料相比，强度要高很多，因而当承受的荷载条件相同时，钢结构要比其他结构轻，便于运输和安装，并且可以跨越更大的跨度。使用面积比钢筋混凝土住宅提高 4%左右。 5 1.2 钢结构的耐火性能 1.2.1 钢结构耐火性能的取决条件 钢结构的耐火性能取决于钢材，钢材本身不燃烧，也具有较好的耐热性，但是钢材不耐高温，随着温度的升高，钢材的强度是呈下降趋势的，

17、同时变形增大。在 200 以内，钢材性能没有很大变化： 430 540 之间强度急剧下降； 600 时强度很低不能承担荷载。 基于钢材的这种物理性能，在火灾发生时，当温度达到 450 650时钢结构就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因变形过大而不能继续工作，甚至垮塌。 一旦遇到高温，钢结构构件的变形甚至失效是无 法避免的，我们只能尽可能的提高它的耐火极限，使钢结构不至于在发生火灾后立即失效倒塌。根据实验室测得的数据，常用钢结构构件的耐火极限只有 15 30min。在国家标准建筑设计防火规范 (GBJ16-87)、高层民用建筑设计防火规范 (GB50045-95)中规定一

18、级耐火等级建筑的防火墙、柱和承重墙、楼梯间墙及梁的耐火极限为 3 小时和 2 小时。对比可见未覆盖耐火保护层的钢构件的耐火极限距离防火规范的要求相差很大，根本不能满足火灾情况下对建筑防火的要求。要克服钢结构材料在实际应用中防火性能方面的不足，必须从多方面入手提高其耐火性能，以达到规范所规定的耐火等级要求。 1.2.2 钢结构耐火性能的改善和提高方法 由于钢结构耐火性能差，在火灾高温作用下将很快失效倒塌，因此，对用于重要建筑物的钢结构，需进行耐火保护 .以提高其耐火性能。目前，世界各国对钢结构采用多种方法进行保护这些方法从原理上来说可分为两种 :截流法和疏导法。截流法的原理是截断或阻滞火灾产 生

19、的热流量向构件的传输，从曲使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。其做法足在构件表面设置一层保护材料 .火灾产生的高温首先传给这些保护材料，再由保护材料传给构件。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，从而起到保护作用。截流法又分为喷涂法、包封法、屏蔽法和水喷淋法。喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷涂在构件表而，形成保护层 ;包封法是用耐火材料如防火板材、混凝土或砖、钢丝网抹耐火砂浆等把构件包裹起来 ;屏蔽法是把钢构件包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，主要适用于屋盖系统的保 护 ;水喷淋法是在结构顶 6 部设喷淋供水管网，火灾时自动启动 (或手动 )开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。疏导法与截流法不同。疏导法允许热流量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用 。