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摘 要：钢结构材料被广泛的运用于建筑场合，但是，在实际的运用中，因为其耐火性差，以及耐火成本的考虑，在建筑中并不单独采用这种材料。因此，作为建筑施工材料设计者和研究者应该要对其采用合適的方法增强器耐火性能。
关键词：钢结构建筑；防火
中图分类号：TU545 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）03-0015-01
随着我国经济的快速发展，市场经济的日益繁荣，钢建筑结构因为其本身具有高、大、轻三个特点而成为了现代建筑首选材料。因为钢筋本身具有较高的强度，并且性能稳定，韧性好，在安装工程中，工艺简单，施工工期也较短，能够在短期内收回投资，对环境污染小等等优势，目前已经被很多建筑采用、。钢结构较多的被运用于大跨度工业厂房、桥梁、仓库以及超高度钢与混凝土组合结构的版公路或者电视塔，以及更为复杂的现代建筑造型中。从目前的建筑趋势来看，钢结构建筑材料的应用前景非常广泛。尽管钢建筑材料有这么多的优点，但是其本身具有一个致命性的弱点——那就是其防火性能差。当外部温度达到400℃的时候，钢制材料的强度就将自动下降为室温强度的一半，当外界温度达到600℃的时候，钢材料就完全丧失了其优越性，没有刚度和强度。
1 钢结构建筑火灾及其危害
2009年2月，中央电视台的附属文化中心大楼发生的长达三个半小时的火灾就是因为新建的这座大楼使用的是钢结构建筑材料，几个小时的熊熊大火造成了几十亿的经济损失。比这早的十年前，北京环岛家具城也因为钢结构建筑防火没有达标，而造成了整个由钢结构的轻体建筑直接坍塌，预估计，坍塌的钢结构建筑总面积超过了13000㎡，而直接造成的经济损失高达人民币2087万元。[1]我们熟知的2001年的9.11恐怖袭击事件，世贸大楼中由钢结构的大楼高达7.5×100000t的大楼全部坍塌，直接因此而造成2308人死亡。[2]
2 高温条件下钢材力学性能
钢材属于不燃烧型材料，它并不是燃烧体，其具有较高的耐热性能，根据物理学测验，其耐热性能要远远高于混凝土结构建筑。但是，钢结构材料有一个致命弱点，耐火性能较差，没有任何防护措施的钢结构耐火性能只有15min左右。如果发生火灾，外界温度的变化，也就是说，外界温度的升高，钢材性能也会随着温度发生变化，钢材在较高温度下，抗压强度、屈服点、弹性模量等等力学性能都将迅速下降。如果外界温度达到150℃，那么就应该迅速的采取防护措施，如果超过400度，钢材的强度和屈从强度将为原来的一般，超过600度，钢材完全没有任何的强度可言。通常情况下，一场大火，温度一般都在800度到1000度左右，如果在没有任何防护的措施情况下，钢结构的强度性能就会迅速下降，并且局部被破坏，钢结构建筑也将会迅速的倒塌。
3 建筑中钢结构的缺点及破坏机理
钢结构相比于混凝土结构，虽然有很多优点，但是其具有防火性差和乃腐蚀性差的缺点。腐蚀性问题，作为建筑维修单位可以通过定期维护或者刷防护漆等方式来解决。而钢材料的耐高温性差这一缺陷，却并不容易解决，随着温度的升高，钢材的弹性模量和线膨胀系数就会无限制的增大。如果温度一旦达到600度，那么钢结构材料的强度基本上为0，不具有任何的承载力，建筑在此时很容易发生变形，造成建筑物的倒塌。没有人任何防护措施的钢材结构建筑在600度的高温下，坚持时间相当短暂，正是这一缺点制约了钢结构在建筑中的广泛使
用。[3]
英国有一个著名的钢结构火灾实验，她们总结了火灾下建筑钢结构激励破坏的机电：第一，高温造成了钢结构的弹性降低，因此也就使其刚度下降。第二，高温状态下，材料强度的降低导致了钢结构本身的承载力在融化过程中下降。第三，钢材料构件内部的温度不均匀上升，使构件内部以及整个的钢结构建筑中发生了膨胀，而这些膨胀现象的发生是不均匀的，这就造成了整个建筑结构的内部构件本身的附加应力增加。正是因为这三个方面的物理原因而导致了在高温状态下，钢结构建筑构件会因此而开裂、增大甚至发生破坏，最终造成局部的，或者是整体的倒塌发生。
4 钢结构建筑防火方法
将钢材料直接使用于建筑中，如果材料没有达到国家相关建筑部门所规定的耐火等级，就无形之中增大了火灾发生的可能性，这将最大限度的危害人们的财产安全和生命安全。所以，作为建筑施工单位在使用钢结构作为建筑材料之初就应该对其做防火处理。火灾发生的机理相当复杂，但是，即使是单体建筑，要对其进行防火设计也并不是一个小工程，它要涉及到方方面面，非常系统，一般情况下，钢结构材料的防火分为以下几个系统：防烟系统与安全疏散系统、防止起火系统、防止火势扩大系统、机构耐火设计系统。钢结构建筑的整个系统具有一定的统一性，因此，对其的防火设计考虑也必须从其材料本身的性质出发。现阶段，我国的钢结构设计采用的是《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》。在钢结构建筑中，一般都是遵循这两个规范对建筑内部构件的耐火等级以及耐火性能进行的具体规定。
提升钢结构建筑防火性能，或者说钢结构的防火保护有很多种方式，但是无论选择是什么样的途径、什么样的方法去提升钢结构的防火性能，都应该首先考虑以下几个方面的因素：比如说诸如网架、屋架、柱在内的所需防护的构建性质、钢结构采取防护时候所需要占用的空间以及防护材料是否可靠、包括选用的防火材料的施工难易程度和经济性等都需要在考虑范围内。
钢结构建筑的防火分为被动防火和主动防火两种。被动防火主要指的是在钢结构建筑表面涂上防护保护层，主要是为了保证即使有火灾的发生，外界温度升高，钢结构能够延长耐火时间。对钢结构的被动防火保护方法主要有安装防火板保护、采用混凝土防护保护或者是安装外包防火层等等。在钢结构外表层涂上防火涂料将会大大的提升外漏的钢结构构件耐火极限和耐火性能。主动防火指的是为了提升钢材料本身的防火设置，可以在建筑施工过程中安装自动灭火系统、抑制火灾增长系统等，这样就很大程度上能够消除火灾对钢结构构件的破坏，这是一种积极主动的保护钢结构建筑的有效措施。
5结语
钢结构材料被广泛的运用于建筑场合，但是，在实际的运用中，因为其耐火性差，以及耐火成本的考虑，在建筑中并不单独采用这种材料。因此，作为建筑施工材料设计者和研究者应该要对其采用合适的方法增强器耐火性能。
参考文献
[1]包军.浅析大跨度钢结构建筑防火设计[J].四川建材，2012，（06）.
[2]贺博，郭志海，牛菲.浅谈钢结构建筑防火，2012，（07）.
[3]李志新.钢结构建筑防火设计新方法研究[J].科技资讯，2009，（02）.
作者简介：阮海波（1986.9-），男，大学本科，江西省消防总队景德镇市消防支队防火监督管理处工程验收科，助理工程师，研究方向：建筑、工程及材料防火。
关键词：钢结构建筑；防火
中图分类号：TU545 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）03-0015-01
随着我国经济的快速发展，市场经济的日益繁荣，钢建筑结构因为其本身具有高、大、轻三个特点而成为了现代建筑首选材料。因为钢筋本身具有较高的强度，并且性能稳定，韧性好，在安装工程中，工艺简单，施工工期也较短，能够在短期内收回投资，对环境污染小等等优势，目前已经被很多建筑采用、。钢结构较多的被运用于大跨度工业厂房、桥梁、仓库以及超高度钢与混凝土组合结构的版公路或者电视塔，以及更为复杂的现代建筑造型中。从目前的建筑趋势来看，钢结构建筑材料的应用前景非常广泛。尽管钢建筑材料有这么多的优点，但是其本身具有一个致命性的弱点——那就是其防火性能差。当外部温度达到400℃的时候，钢制材料的强度就将自动下降为室温强度的一半，当外界温度达到600℃的时候，钢材料就完全丧失了其优越性，没有刚度和强度。
1 钢结构建筑火灾及其危害
2009年2月，中央电视台的附属文化中心大楼发生的长达三个半小时的火灾就是因为新建的这座大楼使用的是钢结构建筑材料，几个小时的熊熊大火造成了几十亿的经济损失。比这早的十年前，北京环岛家具城也因为钢结构建筑防火没有达标，而造成了整个由钢结构的轻体建筑直接坍塌，预估计，坍塌的钢结构建筑总面积超过了13000㎡，而直接造成的经济损失高达人民币2087万元。[1]我们熟知的2001年的9.11恐怖袭击事件，世贸大楼中由钢结构的大楼高达7.5×100000t的大楼全部坍塌，直接因此而造成2308人死亡。[2]
2 高温条件下钢材力学性能
钢材属于不燃烧型材料，它并不是燃烧体，其具有较高的耐热性能，根据物理学测验，其耐热性能要远远高于混凝土结构建筑。但是，钢结构材料有一个致命弱点，耐火性能较差，没有任何防护措施的钢结构耐火性能只有15min左右。如果发生火灾，外界温度的变化，也就是说，外界温度的升高，钢材性能也会随着温度发生变化，钢材在较高温度下，抗压强度、屈服点、弹性模量等等力学性能都将迅速下降。如果外界温度达到150℃，那么就应该迅速的采取防护措施，如果超过400度，钢材的强度和屈从强度将为原来的一般，超过600度，钢材完全没有任何的强度可言。通常情况下，一场大火，温度一般都在800度到1000度左右，如果在没有任何防护的措施情况下，钢结构的强度性能就会迅速下降，并且局部被破坏，钢结构建筑也将会迅速的倒塌。
3 建筑中钢结构的缺点及破坏机理
钢结构相比于混凝土结构，虽然有很多优点，但是其具有防火性差和乃腐蚀性差的缺点。腐蚀性问题，作为建筑维修单位可以通过定期维护或者刷防护漆等方式来解决。而钢材料的耐高温性差这一缺陷，却并不容易解决，随着温度的升高，钢材的弹性模量和线膨胀系数就会无限制的增大。如果温度一旦达到600度，那么钢结构材料的强度基本上为0，不具有任何的承载力，建筑在此时很容易发生变形，造成建筑物的倒塌。没有人任何防护措施的钢材结构建筑在600度的高温下，坚持时间相当短暂，正是这一缺点制约了钢结构在建筑中的广泛使
用。[3]
英国有一个著名的钢结构火灾实验，她们总结了火灾下建筑钢结构激励破坏的机电：第一，高温造成了钢结构的弹性降低，因此也就使其刚度下降。第二，高温状态下，材料强度的降低导致了钢结构本身的承载力在融化过程中下降。第三，钢材料构件内部的温度不均匀上升，使构件内部以及整个的钢结构建筑中发生了膨胀，而这些膨胀现象的发生是不均匀的，这就造成了整个建筑结构的内部构件本身的附加应力增加。正是因为这三个方面的物理原因而导致了在高温状态下，钢结构建筑构件会因此而开裂、增大甚至发生破坏，最终造成局部的，或者是整体的倒塌发生。
4 钢结构建筑防火方法
将钢材料直接使用于建筑中，如果材料没有达到国家相关建筑部门所规定的耐火等级，就无形之中增大了火灾发生的可能性，这将最大限度的危害人们的财产安全和生命安全。所以，作为建筑施工单位在使用钢结构作为建筑材料之初就应该对其做防火处理。火灾发生的机理相当复杂，但是，即使是单体建筑，要对其进行防火设计也并不是一个小工程，它要涉及到方方面面，非常系统，一般情况下，钢结构材料的防火分为以下几个系统：防烟系统与安全疏散系统、防止起火系统、防止火势扩大系统、机构耐火设计系统。钢结构建筑的整个系统具有一定的统一性，因此，对其的防火设计考虑也必须从其材料本身的性质出发。现阶段，我国的钢结构设计采用的是《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》。在钢结构建筑中，一般都是遵循这两个规范对建筑内部构件的耐火等级以及耐火性能进行的具体规定。
提升钢结构建筑防火性能，或者说钢结构的防火保护有很多种方式，但是无论选择是什么样的途径、什么样的方法去提升钢结构的防火性能，都应该首先考虑以下几个方面的因素：比如说诸如网架、屋架、柱在内的所需防护的构建性质、钢结构采取防护时候所需要占用的空间以及防护材料是否可靠、包括选用的防火材料的施工难易程度和经济性等都需要在考虑范围内。
钢结构建筑的防火分为被动防火和主动防火两种。被动防火主要指的是在钢结构建筑表面涂上防护保护层，主要是为了保证即使有火灾的发生，外界温度升高，钢结构能够延长耐火时间。对钢结构的被动防火保护方法主要有安装防火板保护、采用混凝土防护保护或者是安装外包防火层等等。在钢结构外表层涂上防火涂料将会大大的提升外漏的钢结构构件耐火极限和耐火性能。主动防火指的是为了提升钢材料本身的防火设置，可以在建筑施工过程中安装自动灭火系统、抑制火灾增长系统等，这样就很大程度上能够消除火灾对钢结构构件的破坏，这是一种积极主动的保护钢结构建筑的有效措施。
5结语
钢结构材料被广泛的运用于建筑场合，但是，在实际的运用中，因为其耐火性差，以及耐火成本的考虑，在建筑中并不单独采用这种材料。因此，作为建筑施工材料设计者和研究者应该要对其采用合适的方法增强器耐火性能。
参考文献
[1]包军.浅析大跨度钢结构建筑防火设计[J].四川建材，2012，（06）.
[2]贺博，郭志海，牛菲.浅谈钢结构建筑防火，2012，（07）.
[3]李志新.钢结构建筑防火设计新方法研究[J].科技资讯，2009，（02）.
作者简介：阮海波（1986.9-），男，大学本科，江西省消防总队景德镇市消防支队防火监督管理处工程验收科，助理工程师，研究方向：建筑、工程及材料防火。