建筑钢结构防火设计规范及要点

建筑钢结构防火设计规范及要点

胡雨轩

中冶武勘工程设计（上海）有限公司，上海  200000

摘要：钢结构具有承载力大，稳定性好，造价低的特点，近几年被广泛的应用于建筑。将钢结构运用到建筑当中，对建筑结构进行优化，促进建筑整体安全稳定。但钢结构中也有不足之处。比如，钢材在长时间高温作用下材料性能，力学性能将逐步下降，一旦出现火灾，钢结构极有可能出现局部不稳定或者整体坍塌等情况，严重威胁到建筑物内部人员的安全。为此，文章就建筑钢结构防火的设计规范及要点展开分析，以期能够保证指定时间段内建筑的安全与稳定。

关键词：建筑钢结构；防火设计；规范；要点

一、火灾作用下钢结构性能分析

研究和实践表明：火灾对钢结构物理性能和材料性能都将产生较大的影响。钢结构建筑遭受火灾时，火源火焰和烟气热作用将使钢结构迅速增温，增温工程将出现温度荷载。在温度荷载和外力荷载的联合作用下，钢结构将发生位移，变形乃至倒塌，继而导致钢结构失去整体抵抗性和安全性。研究表明：建筑内部火灾后，钢结构承载性能随钢材温度升高逐渐降低，钢材内部温度达600℃后承载强度降低约2/3。在实际火灾条件下钢结构建筑内部温度场将连续发生变化，并且这种变化并不均匀。钢结构在此不均匀空间温度变化作用下建筑结构体系平衡状态发生改变。空间温度不均使得钢构件内产生附加温度应力导致结构体系稳定性和抗火性迅速降低，使得建筑内结构性降低。为了增强钢结构在火灾中的稳定性和安全性，需要在钢结构设计和施工中采取一些必要的防火措施来整体增强其耐火性能，使得其具有更高的安全性。

二、建筑钢结构防火设计的标准和要点

2.1搞好防火分区

在现代钢结构建筑的防火中，如果要尽可能避免大规模火灾事故的突然发生，降低中型火灾的突然发生概率，提高大型火灾现场的火灾疏散速度，我们必须更加重视建筑防火重点区域防火的合理划分和布局，以及挡烟和垂直墙结构的正确设计和布局，这样才能有效控制大、小规模火灾的频繁发生，有效防止和限制大规模火灾的迅速蔓延。认真做好现场消防区域的设计。防火区划分前，应尽量使用坚固的防火墙，并在其外墙、彩钢板柱等周围安全设施上方做好防火保温材料。同时，还要做好现场防火区后有效防火区的划分，以更好地发挥对未发生明显火灾的区域进行有效隔离的消防效果，避免火灾范围内火灾事故进一步蔓延，为火灾现场的后续有效消防工作提供便利条件，防止因火灾被完全覆盖而无法找到救援突破口的情况。同时，在挡烟垂直墙上增设设施可以延缓火灾的蔓延，对预防火灾具有积极意义。

2.2防火墙支撑系统

防火墙是最重要的安全隔离和保护组件之一，用作建筑物的隔墙或水平防火功能，以隔离或水平防止火灾在两个建筑主体之间蔓延。它在减少火灾损失方面起着重要作用。根据相关抗震规范的要求，支撑防火墙的钢梁和柱的耐火设计极限不得远小于室内防火墙的设计耐火极限。建筑结构中防火墙的耐火设计极限最小值通常大于3.0h，钢梁的耐火设计界限最小值应等于2.0h；钢柱的耐火设计限制最小值一般仅为3.0。支撑建筑防火的隔墙梁和构成防火墙支撑的普通钢梁和钢柱结构往往忽略了墙体耐火极限设计的特殊要求，严格按照普通墙柱的耐火极限值控制，因此，在许多实际设计项目中，普通建筑框架墙的耐火极限系数甚至可能显著小于防火墙的耐火设计极限，因此，很难实现良好的安全性，防止火灾的快速蔓延和扩大。因此，用户在设计项目时应特别注意防火墙和支撑墙系统的防火设计。

2.3钢结构喷防火涂料

进行防火设计时，需结合钢结构建筑的特点选择合适的防火涂料进行施工。一般在民用建筑，大型公共建筑承重钢结构中，均应使用防火涂料，应掌握建筑物耐火等级，构件所具有耐火极限等，更宜选择薄防火涂料。若建筑结构部位装饰要求很高，还需使用轻薄型涂料。对于防火涂料而言，有必要针对钢结构构件具体情况开展耐火试验工作，以明确涂层厚度并督促防火涂料优化使用，从而更好的发挥其本身所具备的防火作用。钢结构喷适量防火涂料具有可行性，可在一定范围内改善钢结构构件耐火性能并能长期在严酷环境中保持平衡和稳定。目前，国内现有防火涂料大致可分为两大类，一类是薄涂料，一类是厚涂料。一般薄涂料厚度不超过7 mm,在火灾时薄涂料能在第一时间内吸收大量热量并产生膨胀发泡，隔热效果更好，避免了钢结构对热量的过多吸收，改变了钢结构的原有特性，防火保护效果更佳。涂层薄，对钢结构不造成大负重，也可对钢结构起到装饰作用，尤其适用于外形复杂、面积小、施工作业方便。以厚涂料为例，厚度多为8～50 mm,防火原理与薄涂料不同，吸热后不发生膨胀发泡，而其中涂层材料导热性小，能减缓钢结构的温升，达到防火保护目的。

2.4全面推行消防设备安置工作

为了有效避免大型钢结构火灾风险，在加强建筑结构结构的结构、材料等消防性能的基础上，还应加强消防设计、检查和审批，并对相关消防设施进行真正的监督和检查。这主要取决于公共安全消防部门对建筑检查和批准的严格监督，以确保相关灭火设备的数量和质量符合相关标准的要求，还必须不断优化审批技术方法，以满足实际建设项目中消防工作的基本要求，并确保其符合更严格的标准和标准。各级消防部门应加强检查和监督，在消防设备满足实际需要的前提下，邀请施工企业对消防设施进行后续操作、检查和维护，这不仅可以延长消防设施的使用寿命，同时也保证了消防设施的长期正常稳定运行。消防设备和设备的状况必须被视为建筑物生产和运营的首要条件，以确保真正意义上的社会安全和适当发展。

三、防火设计注意点

（1）在喷防火涂料前，按钢结构防腐蚀要求进行表面除锈和底漆喷涂。底漆和防火涂料之间不应发生化学反应。如果防火涂料兼有防腐蚀功能且能够满足有关规范的要求，则可以在除锈之后直接进行喷洒。（2）设计说明应写明“防火涂料须经国家检测机构出具耐火性能检测报告、消防监督机关核发生产许可证后方可选用”。（3）结构有可能被炽热融化金属所覆盖时应使用砖及耐热材料制成的隔热层进行防护，结构表面长时间承受辐射热达150℃或短时间可能被火焰覆盖时应采取有效防火措施(如增加隔热层、水套)。（4）重要钢柱宜用厚涂型防火涂料涂敷，节点处宜厚涂。防火涂料黏结强度不宜超过0.05MPa,应在涂层中布置连接钢构件的钢丝网。（5）承重钢梁构件在使用厚涂型防火涂料的过程中，重要的节点部位宜厚不宜薄的。防火涂料黏结强度未超过0.05MPa时需在涂料中安装连接钢构件的钢丝网，受到震动影响的梁体需在涂料中使用连接钢构件钢丝网，涂料厚度未低于40mm时需在涂料内使用连接钢构件，梁体腹板高1.5米以上时需在涂料上使用连接钢构件。（6）屋盖钢结构中，为了便于喷涂防火涂料宜选用实腹式截面、不应选用双角钢和双槽钢结合有节点板截面。（7）室内隐蔽钢结构、高层全钢结构和多层厂房钢结构在规定耐火极限为2h或更高的条件下，应选择厚涂型防火涂料。

结 语：

总之，实际工程建造时，必须要针对整体建筑物的全部功能特性进行分析，并且要针对整体建造在建造时的具体情况进行分析，选用质量更高的防火涂料进行分析，并且针对对应项目在实际施工时可能存在的各种问题进行针对性更强、效率更高的技术进行有效运用，从这个角度来看，使得整体防火产品的选用时既要符合安全性又要符合经济性要求，并且基于钢结构耐火性特点，使得综合建筑物防火性能可以得到显着提高。

参考文献：

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[2]董峰,金方炜.建筑钢结构防火设计规范及要点[J].城市周刊,2021(9):40.

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