鋼結(jié)構(gòu)耐熱.docx

一、鋼結(jié)構(gòu)的耐火特性鋼結(jié)構(gòu)雖然具有重量輕、空間大、施工快、便于改造等優(yōu)點(diǎn)，但鋼材與其他材料一樣，也會(huì)受到火災(zāi)帶來的不利影響。與混凝土相比，鋼材的耐火性能差。鋼材雖不燃燒，但在火災(zāi)高溫作用下，其力學(xué)性能、鋼材的強(qiáng)度在0-250范圍內(nèi)基本無變化，只是在達(dá)到300以上強(qiáng)度開始下降，500時(shí)強(qiáng)度只是原來的一半，600時(shí)是原來強(qiáng)度的六分之一到七分之一，強(qiáng)度幾乎喪失殆盡，也就是鋼材的耐火極限在15分鐘左右。根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)資料，結(jié)構(gòu)用鋼當(dāng)溫度低于300時(shí)，強(qiáng)度增加而塑性降低;當(dāng)溫度高于300時(shí)，強(qiáng)度降低而塑性增加。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)約為混凝土的40倍，當(dāng)構(gòu)件表面受熱時(shí)，熱量會(huì)很快傳到其內(nèi)部;加之由于鋼構(gòu)件由單一材料組成，溫度分布均勻，截面形狀呈薄壁狀，受火面積大，在火災(zāi)中升溫快，我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱達(dá)到150以上或在短期內(nèi)可能遭到火焰作用時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，以保證有效期內(nèi)安全可靠。二、鋼構(gòu)架的防火要求規(guī)范規(guī)定在下列承重鋼框架、支架、裙座、管架應(yīng)覆蓋耐火層：1、單個(gè)容積等于或大于5m3的甲、乙A類液體設(shè)備的承重鋼框架、支架、裙座;(風(fēng)險(xiǎn)世界網(wǎng)-RiskMW.com 專業(yè)研究安全風(fēng)險(xiǎn)管理,安全員的門戶網(wǎng)站!)2、介質(zhì)溫度等于或高于自燃點(diǎn)的單個(gè)容積等于或大于5m3的可燃液體設(shè)備承重鋼框架、支架、裙座;3、加熱爐的鋼支架;4、在爆炸危險(xiǎn)區(qū)范圍內(nèi)的主管廊的鋼管架;5、在爆炸區(qū)域內(nèi)的高徑比等于或大于8，且總重量等于或大于25t的非可燃介質(zhì)設(shè)備的承重鋼框架、支架和裙座。同時(shí)規(guī)范還規(guī)定了承重鋼框架、支架、裙座、管架覆蓋耐火層的部位，應(yīng)符合下列規(guī)定：設(shè)備承重鋼框架：單層框架的梁、柱;多層框架的樓板為透空的箅子板時(shí)，地面以上10米范圍的梁、柱;多層框架的樓板為封閉式樓板時(shí)，該層樓板面上的梁、柱;設(shè)備承重鋼支架或加熱爐鋼支架：全部梁、柱;鋼裙座外層未保溫部分及直徑大于1.2m的裙座內(nèi)側(cè);鋼管架：底層主管帶的梁、柱，且不宜低于4.5m;上部設(shè)有空氣冷卻管的管架，其全部梁柱及斜撐均應(yīng)覆蓋耐火層。涂有耐火層的構(gòu)件，其耐火極限不應(yīng)低于1.5h。三、鋼構(gòu)件的防火保護(hù)方法1、隔熱法用耐火材料把構(gòu)件包裹起來。包裹材料有混凝土、輕質(zhì)耐火混凝土或鋼絲網(wǎng)膜耐火砂漿等，其優(yōu)點(diǎn)是取材方便，價(jià)格低廉，表面強(qiáng)度高，耐沖擊，對施工技術(shù)要求不高，但比較笨重。2、阻熱法原理是截?cái)嗷蜃铚馂?zāi)產(chǎn)生的熱量向構(gòu)件傳輸，從而使構(gòu)件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫升不超過臨界溫度。其做法是在構(gòu)件表面設(shè)置一層保溫材料，火災(zāi)產(chǎn)生的高溫首先傳給這些保溫材料，再由保溫材料傳給構(gòu)件。由于所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)均較小，所以必然能阻滯熱流向構(gòu)件的傳輸，起到保護(hù)作用。3、導(dǎo)熱法就是在空心封閉截面中(主要是柱)充水，火災(zāi)時(shí)構(gòu)件把吸收的熱量傳給水，依靠水的蒸發(fā)消耗熱量或通過循環(huán)把熱量導(dǎo)走，構(gòu)件的溫度可維持在100左右。使構(gòu)架溫度不至于升高到臨界溫度，從而起到保護(hù)作用。這種方法在實(shí)際生產(chǎn)中很難行得通，也不適用于室外鋼構(gòu)架。4、噴涂法用噴涂器具將防火涂料直接噴涂在構(gòu)件表面，火災(zāi)時(shí)能形成耐火保護(hù)層，目前大型石化廠構(gòu)架采用的方法主要有兩種。厚涂型防火涂料(H類)涂層厚度介于8-50mm，該類涂料密度較小，導(dǎo)熱率低，以涂料本身的隔熱性能來提高鋼梁的耐火極限，耐火極限可達(dá)0.5-3h。薄涂型防火涂料(B類)涂層厚度為7mm以下，該類涂料具有一定的裝飾性能，以涂層遇高溫時(shí)膨脹發(fā)泡所形成的耐火隔熱來提高鋼梁的耐火極限。它的耐火極限可達(dá)0.5-2h。因此薄涂型一般適用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)。而石化企業(yè)火災(zāi)屬于烴類火，烴類火災(zāi)與建筑火災(zāi)的主要區(qū)別是升溫曲線不同，建筑火災(zāi)30min火焰溫度達(dá)到700-800，而烴類火災(zāi)升溫速度快，10min溫度達(dá)到1000。因此薄涂型防火涂料雖然涂層薄質(zhì)量輕，但這類涂料耐火極限很低，在室外使用有老化問題、在潮濕環(huán)境下膨脹的可靠性問題以及樹脂分解后產(chǎn)生濃煙及有害氣體等原因。厚涂型防火涂料的特性是它的不燃性，良好的絕緣性以及耐火時(shí)間的可選擇性，涂層系無機(jī)多空絕緣材料和無機(jī)粘結(jié)劑等組成，因而無毒、無臭、不易老化、耐火可靠。因此適宜在室外及潮濕環(huán)境下使用。防火涂料的一般要求原料應(yīng)預(yù)先檢驗(yàn)，不得使用石棉材料和苯類溶劑。防火涂料可使用噴涂、抹涂、輥涂、刮涂或刷涂等方法中的一種或多種方法施工