1、浅析工业建筑中的防火耐火结构摘要:随着国民经济的持续增长，我国的建筑业也得到了空前的发展，全国各地都在开展工业建筑工程。最近几年，国内外的工业建筑频繁出现火灾，给国家、企业及个人造成了巨大的经济损失与人员伤亡，此类事件引人深省。充分意识到工业建筑防火耐火结构的重要性，能够有效地减少工业建筑火灾的发生。本文对工业建筑中的防火耐火结构进行粗浅的分析，并发表一些浅见，以供大家参考。 关键词：工业建筑；防火；耐火；结构 中图分类号： S762 文献标识码： A 文章编号： 由于工业建筑的科技水平不断提高、社会发展功能需求不断变化、人类艺术思想的推陈出新，使得现代工业建筑也发生了巨大的变化。传统防火技术
2、能否保证现代工业建筑安全是人们关注的问题，对于传统防火技术本身来说也是一场严峻的考验。在工业建筑中，可能由于人们在生产活动中用火用电管理不慎、人为纵火和设备故障等原因而引发火灾，这对人们的生命财产安全已经构成严重威胁。防火设计是工业建筑设计中的重要内容之一，要充分重视起来，不容忽视。 1 工业建筑结构防火耐火设计的进展 1.1 工业建筑结构防火耐火的实验研究方法 随着科学技术的不断发展，特别是高速计算机已经普及，并得到广泛应用，使人们利用结构分析方法进行防火耐火设计成为可能。与此同时，人们也逐渐意识到，利用标准防火耐火试验结果直接指导实际防火耐火设计具有一定的片面性。单一承重构件的防火耐火性能
3、与实际的结构单元（如框梁和续梁等）相差甚远，其破坏机理也不尽相同。所以，目前的研究趋势主要为以下几个方面。 （1）用过去标准防火耐火实验研究方法（破坏性实验）掌握各类构件在火灾温度与重力荷载共同作用下的破坏机理后，建立构件在火灾条件下的分析模式，使用计算机数值模拟研究更为科学合理，因为该方法可以考虑更多的影响因素，使构件的工作条件更符合实际且费用更为低廉，所以研究方法正在由构件的破坏性试验方法向工业建筑结构分析法过渡。 （2）由于单一构件在火灾中产生的温度内力和卡接或其他超静结构产生的温度内力差别甚大，所以研究对象正在由单一构件转向构件组合单元。 （3）由于钢结构防火耐火研究开展较早，研究得也
4、很深入，而混凝土结构已被证明同样会在火灾中塌跨，所以研究的结构型式正在由钢结构向钢筋砼结构发展。 （4）由于建筑功能的多重性，主要体现在火灾荷载与通风条件的变化，同标准温度-时间曲线作为所有构件的受火条件，确实很难反映构件在实际火灾中的工作条件，所以受火条件正趋于按预测计算得到的失火分区平均温度-时间曲线，来代替一成不变的标准升温曲线。 1.2 国际上采用的耐火设计方法的过程 （1）根据失火分区具体情况，即火灾荷载大小、通风参数、分区分隔物材料参数预测计算分区火灾温度-时间关系，以此作为构件升温曲线或以标准升温曲线作为灭火条件。 （2）建立构件导热微分方程，输入构件材料热参数与定解条件、解算构
5、件截面温度场。 （3）由结构理论建立构件抗力计算模型，按温度场计算结果确定相应的材料力学设计参数，计算构件抗力 Ff。 （4）确定火灾时构件可能承受的重力荷载，即有效荷载，用力学分析方法计算构件在有效荷载与温度共同作用下的荷载效应 Sf。 （5）比较 Rf 和 Sf，当 RfSf 时，结构可保证稳定而不倒塌，设计结束；当 RfSf 时，结构不能保证稳定，需要作防火耐火补充设计，即改善分区状况或构件截面结合参数，重新计算直至满足要求。 1.3 分隔结构在工业建筑防火中的重要性 在工业建筑里设置可靠的防火分隔结构与防火设施，是确保工业建筑安全的关键。工业建筑一旦发生火灾，分隔结构能够阻止烟、火及高
6、温气体从着火部位向其他房间和楼层蔓延。 建筑防火一般通过设计防火结构与安装自动防火门而将楼房分成许多防火隔间（至少能抵御火灾三十分钟） ，这样一旦发生火灾，这种预防措施便能使局部火灾场地的火情受限，令其不能向楼梯、走廊和出口处蔓延，能够防止工业爆炸和二次爆炸的产生，为消防灭火工作争取了宝贵的时间。该措施也能确保受害者能迅速逃离火灾地点并安全抵达一个没有高温气体与烟火的安全区域。 工业建筑在竣工时，火灾保险公司要检查其防火门与墙壁是否达到防火隔离要求，同时还要确保防火门能自动关闭，并保证墙壁达到一定的阻燃标准。除此之外，还必须消除诸多影响隔间防火的因素，比如贯通两个隔间的管道，都必须进行防火分隔
7、处理，确保其有防火防御的性能，从而使烟雾与高温气体不会从一个厂房进入另一个厂房。同样，楼板和吊顶间的空间也必须安装防火设施，以确保吊顶内外都有很好的防火性能。 2 工业建筑结构耐火设计和防火设计的要求 2.1 工业建筑结构耐火设计应解决的主要问题 国外工业建筑结构耐火设计研究已开展了数十年，而我国才刚刚起步，要采用先进的工业建筑结构耐火设计方法，还需开展大量的研究工作。 （1）结构材料在高温下的有关设计参数研究 迄今为止，我国尚未对结构材料的热反应性能开展大规模系统研究。尽管有些单位从事过一些研究，但由于我国幅员辽阔，材料变异性非常大，必须进行较大规模的研究，才能确定用于工业建筑结构耐火设计的
8、基础数据。 （2）钢构件、钢筋砼构件在温度、重力荷载共同作用下的破坏机理与承载力计算模型研究 该研究是工业建筑结构耐火设计的核心，工作量也是最大的，只有通过研究，才能确定和我国常温工业建筑结构设计相适应的计算模式。 （3）钢结构防火涂料（板材）热性能及构件在给定临界温度下保护层厚度确定方法的研究 我国虽然开发了不少种类的结构防火涂料，但由于采用标准防火耐火试验确定其性能，尚未系统研究这些材料的热参数随温度升高的变化规律以及保护层厚度的计算方法，该研究具有相当紧迫性。 （4）承重构件所需耐火极限的研究 构件所需要的耐火极限直接关系到耐火设计的成败。只有从构件所处的实际条件出发规定其耐火极限，设计
9、结果才具有可靠性与安全性。 （5）火灾荷载分布统计研究 该研究是防火耐火设计的基础。国外许多国家都进行过研究，并公布了用于设计的火灾荷值。我国非常需要符合我国实际的火灾荷载数值。2.2 工业建筑结构抗火设计要求 （1）在规定的结构耐火设计极限时间内，结构的承载力 Rd 应不小于各种作用产生的组合效应 Sm，RdSm。 （2）在规定的各种荷载组合下，结构的耐火时间 td 应不小于规定的结构耐火极限 tm，tdtm。 （3）火灾下，当结构内部温度均匀时，若结构达到承载力极限状态时的温度为临界值 Td，则 Td 应不小于在耐火极限时间内结构的最高温度Tm，即 TdTm。 上述三个要求实际上是等效的，
10、进行结构防火抗火设计时，满足其一即可。 结束语： 充分重视起工业建筑中的防火耐火结构，加强对工业建筑中的防火结构与耐火结构进行细致、认真的工程设计。在建筑施工过程中，严格按照国家规定的技术标准和设计要求进行耐火防火试验，确保工业建筑的安全可靠。 参考文献： 1陈长坤.肖荣.性能化防火设计在特殊建筑结构抗火中的应用J.工业建筑，2008， （S1）. 2王紫琴.程亮.吴建琪.建筑结构的耐火设计J.工业建筑，2005， （Z1）. 3肖德后.徐明.陈忠范.碳纤维加固混凝土结构耐火问题的研究现状J.工业建筑，2008， （10）. 4李杰.建筑结构防火研究的现状与发展J.山西建筑，2010， （02）. 5石小燕.结构师在建筑防火中应关注的重点-结构耐火设计J.陕西建筑，2009， （11）.
