浅谈钢结构防火技术及防火板在钢结构建筑中的应用Word文档下载推荐.docx

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为此，建设部和国家科委“十五”课题是住宅产业现代化，也即：

住宅建筑作为一个整体产品，实现以标准化、规模化和个性化设计，工厂化、集约化、装配化和工业化施工，市场化销售和社会化服务为宗旨的住宅产业现代化，简而言之，住宅产业化就意味着工厂化、标准化、配套化。

莱钢集团作为一家国有大中型钢铁企业，已率先在国内推出钢结构住宅产业化。

2.钢结构住宅的建筑特点

2.1预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短

钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。

同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；

并且加快了施工速度，使工期能够缩短40％以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。

2.2钢结构建筑能够满足高度和跨度的要求

钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。

其密度与强度的比值远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。

2.3原材料可以循环使用，有助于节能环保和可持续发展

发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大，钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。

目前，国内引人注目的新型住宅产品是莱钢建设有限公司推出的绿色节能钢结构住宅，该类型住宅采用工厂预制现场拼装保温隔热外墙板，室内温度变化小，热损失低。

不论冬夏，都具有舒适当居住环境。

与砖混结构住宅相比，可节能65％以上，冬夏季空调设备可节约耗电30％以上。

3.钢结构中建筑设计的防火问题

火灾是对钢结构建筑的最大危害，首先我们来分析一下钢结构建筑的火灾特点。

钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，它的安全性直接关系到整幢建筑的安全，它们大都采用钢材，钢材虽然是不燃材料，但其耐火性能很差，随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。

钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时，其强度分别下降1／3、1／2、2／3，在高温条件下其内部应力也会发生改变，使钢结构承重体系出现问题，按理论计算，在全负荷下，钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃，一般火场温度都在800℃－1000℃左右，在这样的高温条件下，无任何保护的钢结构很快就会出现塑性变形，大约15分钟内就会倒塌。

比如美国世贸中心大楼外墙是排列很密的钢柱，外面包以银色铝板，在美国911事件中飞机满载燃油撞击大楼后，造成大楼承重的钢结构筒体的保护层被破坏，在强烈的高温作用下，钢结构筒体承载强度迅速下降，短短20分钟后这个世界上最著名建筑就消失在我们面前。

3.1钢结构防火问题受到各界的广泛关注，如何才能做好钢结构建筑的防火设计呢？

首先根据建筑物的火灾危险性和重要性，合理确定建筑的耐火等级。

各种建筑由于其使用功能和重要性的不同，火灾危险性存在差异，我们设计时要根据业主提供的建筑要求，根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》，确定建筑物的火灾危险性，再根据火灾危险性，确定建筑的耐火等级，目前，国内的钢结构防火保护时间是按照《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》所规定的建筑结构构件耐火极限来确定的。

3.2钢结构的耐火极限的确定

钢结构整体的耐火极限可按该建筑中所有构件的耐火极限的最大值确定。

当确定钢结构构件的耐火极限时，应着重考虑以下因素：

建筑的耐火等级，构件的重要性，构件在建筑物中的部位。

目前我国结构构件的耐火极限的确定仅考虑前两个因素。

见表3.2-1

耐火等级、燃烧性能和耐火极限（h），构件名称

一级

二级

三级

四级

墙

防火墙

非燃烧体

4.00

承重墙、楼梯间、电梯井墙

3.00

2.50

0.50

柱

支承多层的柱

支承单层的柱

2.00

1.00

梁

1.50

楼板

0.25

屋顶承重构件

燃烧体

疏散楼梯

表3.2-1

4.钢结构建筑防火措施及施工方法

　　从发生的钢结构建筑火灾案例可以发现两类现象，一类为防火保护的钢结构在火灾中没有达到规定的耐火时间而破坏，另一类防火保护的钢结构在火灾中超过了预期的耐火时间而并没有破坏。

建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决，而在钢结构建筑上则需考虑更多的因素，以下为两种常用防火措施：

.一是采用包敷法，包敷法是采用砖、混凝土、硅钙板等材料将钢结构包裹，从而形成保护层，提高构件耐火极限；

二是采用喷涂法，根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂装饰漆。

就是在钢结构表面涂上一层防火涂料，形成一个保护膜，从而提高建筑构件的耐火极限，它有厚型和薄型之分，不同厚度的涂层其耐火极限不同，喷涂法已在国内得到广泛的应用，在这里我就不细致介绍了。

4.1在这里我介绍新型防火板GF-1100超级硅酸钙防火板（后文简称GF防火板）在钢结构建筑防火技术的施工与应用。

此种防火技术是由莱钢建设有限公司与莱州明发隔热材料有限公司合作开发的新型钢结构建筑防火技术。

4.1.1GF防火板主要成分

GF防火板以Ca0和Si02为主要原料，经高温高压化学反应，配以增强纤维和无机辅料。

4.1.2防火板-GF板制法及装置

GF防火板的制法及装置，其要点是按要求制备料桨在胶化罐中于80~140℃保持3~30h，进行胶化反映，将反映所得料浆输入制板机，制成板材。

再将板材进行蒸养、干燥、切磨加工为成品。

压制成型。

GF板为无机不燃A级板材，

4.1.3GF防火板的性能：

GF防火板为无机不燃板材，理化性能稳定，属于半永久性材料，它具有耐热温度高、绝热性能强、容重低、比强度高、耐久性好、施工方便等优良特性。

常温及潮湿环境下长期使用不变形，耐火性能基本不变。

最高使用温度可达1100℃，GF板100%不含石棉，在高温及火灾条件下不产生有毒气体，是绿色环保建材。

表4.1.3-1

检测项目

单位

物理性能

体积密度

kg/m3

400（±

10%）

抗折强度

MPa

≥1.50

吸水饱和状态的抗折强度

≥0.90

燃烧性能

不燃性A级

线收缩率（1000℃×

12h）

%

≤2.0

导热系数

W/m.k

0.075（70℃）

4.2钢结构住宅防火施工工艺

在这里以莱钢建设有限公司开发的即墨德馨园小高层工程为实例介绍GF板在实际生产过程中的应用，即墨德馨园小高层工程为建设部科技示范工程，由八栋单体住宅楼组成，总建筑面积为61809m2，用钢量2456吨。

本工程是以住宅为主，其它服务功能为辅的中高档住宅小区。

其中：

A1-A4#楼主体结构高度40.67米，均为地上十一层加两层跃层，地下一层；

A5#楼主体结构高度46.02米，地上十二层加两层跃层，地下一层加裙房；

A6、A7、A8#三栋楼主体结构高度52.39米地上十五层加两层跃层，地下一层。

本工程主体采用钢结构设计，基础采用混凝土筏板基础。

主体为钢框架-剪力墙结构体系，梁为热轧H型钢梁，支撑柱采用焊接螺旋钢管，混凝土剪力墙内部用H型钢柱；

现浇混凝土楼板，围护墙和隔墙采用轻质保温墙板。

根据设计要求，即墨德馨园A1～A8楼设计耐火等级为二级，即梁耐火极限1.5h；

柱耐火极限2h。

我工程采用GF防火板20mm厚（耐火极限2h）和25mm厚（耐火极限3h），完全可以满足防火设计要求。

4.2.1GF防火板运用在钢梁的安装方法

●钢梁采用20mm厚GF防火板

●将需要进行防火保护的钢梁表面清扫干净

●确定好龙骨的安装位置及下料尺寸，并按尺寸将龙骨裁好

●将高温粘接粉与胶配置成高温粘接剂，将龙骨与钢梁的接触面均匀的涂上高温粘接剂，然后将其粘接于钢梁上，粘接龙骨时应控制同一钢梁中龙骨与GF防火板的接触面应在同一平面上，可以保证GF防火板安装的平整度（见图4.2.1-1）

●待高温粘接剂凝固后，可以根据钢梁的尺寸裁好GF防火板，用气排钉（T50）将裁好的GF防火板固定在龙骨上，钉头应沉入GF防火板板面（防止锈蚀），安装时，GF防火板与龙骨要靠实，不能强压就位，同时应注意用GF防火板包覆的钢梁表面的平整度、垂直度、阳角的方正等

4.2.2GF防火板运用在钢柱的安装方法

●钢柱采用25mm厚GF防火板

●确定竖龙骨的位置（龙骨用C75轻钢龙骨），并做好标记。

靠墙的竖龙骨用钢钉直接固定于墙面上，不靠墙龙骨用钢钉固定于上下楼板之间

●依据固定好的竖龙骨确定横