大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策
浅谈大跨度钢结构厂房火灾特点及扑救对策

浅谈大跨度钢结构厂房火灾特点及扑救对策摘要:近年来,大跨度钢结构厂房火灾起数逐渐增多,消防救援队伍在扑救大跨度钢结构厂房火灾的过程中,总结了丰富的实战经验,成功处置了多起此类典型火灾事故。
但是由于钢结构自身的诸多特点,导致了大跨度钢结构厂房火灾扑救也呈现出很多难点,在灭火救援过程中,也曾造成过消防指战员牺牲。
因此,加强对大跨度钢构厂房火灾特点的研究,制定科学有效的扑救对策显得十分重要。
关键词:大跨度;钢结构厂房;火灾特点;扑救对策随着中国经济社会的快速发展,大跨度钢结构厂房也逐渐增多,这些厂房的规模也呈现出集中化、规模化、大型化的特点。
在建筑行业中,钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力,也可以满足建筑设计美感造型的需要,还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷,因此钢材受到了建筑行业的青睐。
大跨度钢结构厂房的增多对火灾扑救提出了新的课题,也给消防救援队伍灭火救援行动带来了新的难题。
一、钢材在火灾中的特点钢材在常温下具有高强度,然而当温度升至300度,钢材的强度即开始逐渐损失,失去支撑能力。
建筑中常用的冷轧钢,其抗火性能的破坏温度为538度,而一般的典型火灾中,当火灾进行5分钟后,温度已达556度。
钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。
二、大跨度钢结构厂房的火灾特点(一)钢构件受热易变形,导致建筑物倒塌1.钢结构受热易变形。
一般在火灾中,钢构件随着温度的升高开始强度有所增加,温度超过200℃后强度开始减弱,温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降1/3、1/2和2/3,当温度超过700℃时,构件强度要减少90%以上,到500℃左右,其强度下降到40%~50%,这一过程经过的时间很短,一般在火烧15-20min左右,钢结构屋盖火灾倒塌。
2.钢结构热胀冷缩性强,易破坏建筑结构稳定性。
基于大跨度钢结构厂房火灾扑救与分析

基于大跨度钢结构厂房火灾扑救与分析摘要:大跨度钢结构厂房的出现不仅大大缓解了我国厂房需求,同时也为我国经济建设带来巨大推动作用。
然而,因为钢结构厂房在材料、结构等方面存在的不足之处,导致其在防火问题上有极大的隐患,因而带来极为严峻的灭火救灾考验。
本文通过分析此类厂房火灾隐患特点,提出火灾扑救措施和针对性预防方案,希望能将大跨度钢结构厂房火灾隐患和危害降低到最低点。
关键词:大跨度;钢结构厂房;火灾扑救;分析引言:大跨度钢结构厂房在国内非常盛行,特别是工业聚集区,大量钢结构厂房比比皆是。
但因为其防火性差、结构不合理等缘故,导致其在防火灭火方面存在一定的隐患,一旦发生火灾,不仅容易发生坍塌事故,还极容易造成财产损失和人员伤亡。
对此,本文结合大跨度钢结构厂房建筑特点,以灭火为研究对象,多角度探究此类建筑灭火措施,希望能为提高此类建筑安全、保护群众人身财产安全提供参考。
一、基于大跨度钢结构厂房存在的火灾隐患分析1、火势蔓延快,发展迅猛钢结构厂房的火灾蔓延速度非常快,特别是其跨度大,内部有大量空间和通风,气流流动性强,在一定程度上为火势蔓延提供了便利条件。
再加上在钢结构厂房中基本都没有明显的防火隔离结构和装备,当出现火灾之时,火灾扩散迅猛,让人猝不及防。
另外,钢结构厂房具有危险性的另一个原因就是其消防审核、验收未达到标准或者是未达到每一个项目都合格的程度,致使在火灾来临之时,险情大,救灾难度大。
2、缺乏耐火性,厂房不牢固钢材虽然不易燃,但在高温条件下容易发生变形,因而极容易出现坍塌事故。
通常情况下,普通钢材在260°的温度下会有一定的耐热性,但高于这个温度之后,钢材的耐热性就会慢慢下降,并且随着温度的升高,强度不断下降,最终导致坍塌事故发生。
在厂房内温度高达450°以上,其钢结构的强度会大大削弱,承载能力也会消失,最终导致危险发生,这给消防员以及厂房工作人员救火造成一定的阻碍和危险。
3、救火难度大,工作量多大跨度钢结构厂房的灭火救灾难度大,工作量更大。
钢结构建筑的火灾危险性和防火保护3篇

钢结构建筑的火灾危险性和防火保护3篇钢结构建筑的火灾危险性和防火保护1随着现代化建筑技术的快速发展,钢结构建筑在当下已经成为了一种非常常见的建筑形式。
其不仅在外观上非常新潮、时尚、现代,而且在建筑质量、工程成本上等方面都有着很大的优势,一度被业界看好。
但是,钢结构建筑也有其自身存在着的问题,其中最为危险的莫过于火灾的危害。
钢结构的建筑,其钢材本身受热快、膨胀特点比较突出,一旦遭受火灾,容易引起结构失稳,承重进行失衡,使得整个建筑极易发生崩塌,威胁到人员的生命和财产安全。
同时,钢结构建筑内部通常采用的是空旷式空间,一旦发生火灾,火势就容易扩散,导致火灾的蔓延非常迅速,以及烟气溢散、烟熏难以扩散等问题。
因此,对于钢结构建筑而言,防火保护非常重要。
在此,针对钢结构建筑的防火保护措施,我们将详细讲述以下三个方面,希望各位读者可以充分注意:1.建筑设计阶段:在钢结构建筑的前期设计阶段,应该考虑其中防火特点,尽可能的采用与钢材组合使用的耐火材料。
在建设过程中,应该严格按照规范和标准来建设,将耐火性能设置为必须的检测指标,确保所有相关部件和设施符合规范标准,杜绝隐患。
同时,也应该在设计阶段选择合适的消防设施和消防通道,为应对火灾做好充分的准备。
2.建筑施工阶段:在施工过程中,必须严格按照建筑防火规范执行。
在对于钢结构进行涂层和切割工作时,应该遵循消防规定,进行好隔离、散烟、熄火、排烟等消防工作,确保建筑工程施工安全。
3.平时维护阶段:在日常的维护中,针对钢结构建筑应该定期进行消防检测、保洁和防雷措施等。
检测和维护防火设施的可运行性和符合性,确保其密封性和保温性良好,同时进行消防架子的清理和修复。
总之,在如今这个社会,钢结构建筑的规划、设计、施工、使用以及维护过程中,防火工作都要做到尽善尽美。
我们相信,在防火管理方面的强化,将有助于建筑安全和建筑质量的不断提高,保障人们的生命财产安全,为建筑行业的发展做出更大的努力综上所述,钢结构建筑的防火保护措施涉及建筑设计、施工和日常维护等多个环节,需要各方面的注意和努力。
大跨度大空间建筑火灾特点及扑救对策

生产使用的原料和成品大多属可燃物,有的还属于易燃易爆品,甚至是有毒的化学物品, 如制衣厂的布匹、纺织厂的棉花、印刷厂的纸张电缆厂的橡胶、化工企业的爆炸性物质等。
随着社会经济迅猛发展,企业生产、仓储用房、大型批发市场、物流业、综合商场、体 育场馆、影剧院、展览馆等大空间建筑越来越多,这些建筑具有人员流动性大,储存可燃 物质多,内部通道错综复杂等特点,一旦发生火灾,极易造成国家财产的重大损失和群死 群伤恶性事故。近年来,我国各地相继发生大跨度、大空间火灾,给国家和企业造成了较 大的财产损失。下面就大跨度、大空间厂房的火灾特点和扑救对策谈一些粗浅的看法。
大跨度、大空间建筑是指单层面积大、跨度大、层间高,没有或缺少实体分隔所形成 的建筑。一般跨度在 60 米以上的建筑,主要采用钢为主要材料,其结构形式主要包括网 架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
(一)大跨度、大空间厂房的钢结构部分在高温下极易变形,导致建筑物局部倒塌。 火灾中,当温度升至 350 摄氏度、500 摄氏度、600 摄氏度时,钢结构的强度分别下降 1/3、1/2 、2/3 。在全负荷情况下,钢结构失稳的临界温度为 500 摄氏度。此外,钢构件极 易受高温作用后,钢结构冷热聚变,受热膨胀,遇冷水后会急剧收缩,而且火灾时,某一 部分变形受损会破坏整个构件的整体受力平衡,所以钢结构建筑,尤其是大跨度厂房发生 火灾时,钢构件极易受高温作用后较短时间内就会发生扭曲、变形,进而导致整个建筑的 倒塌,救援难度增大。
一旦发生火灾,火势蔓延快、燃烧猛烈、并产生大量烟雾,扑救难度大。
消防救援-大跨度钢结构建筑火灾处置对策及实战化训练课件讲稿

大跨度钢结构建筑火灾处置对策及实战化训练尊敬的XX,同志们:根据总队专题授课计划,今天我将和大家共同探讨学习大跨度厂房及仓库相关类型的火灾扑救以及实战化训练。
首先,我们先来了解一下相关概念:大跨度建筑,一般是指单层面积大、跨度大、层间高,没有或缺少实体分隔所形成的建筑。
一般跨度在60米以上的建筑,其建筑结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构,承重结构形式主要包括钢结构承重、钢砼结构承重和混合结构承重。
但是无论采用哪一种结构或承重形式,都是以钢为主要材料。
所以为了便于归纳,今天我们将大跨度钢结构建筑作为探讨和学习的对象。
这种建筑形式由于其建筑成本小、结构简单、施工方便、施工工期短、内部空间大、空间布局自由度大等优点,成了大型企业厂房的主要结构形式,这些建筑具有人员流动性大,储存可燃物质多,内部通道错综复杂等特点,一旦发生火灾,极易造成重大财产损失和群死群伤事故。
现在大家看到的表格,为近20年来国内发生的影响力比较大的大跨度钢结构建筑火灾统计表,可以看出除了财产损失大之外,部分火灾还造成了不同程度的人员伤亡。
我们新疆也发生过多起此类火灾。
比如2006年的乌鲁木齐“5·8”钱塘江路建筑机械厂院内库房火灾,过火面积达2917平方米,火灾最终造成造成30余户商户受灾,一名消防员牺牲,8名消防官兵受伤的严重后果。
因此,我们必须掌握大跨度厂房和大型仓库的火灾特点,研究其灭火对策,提高灭火成功率和效率,将火灾带来的损失降低到最低限度。
今天我们通过以下五个方面进行探讨。
一是大跨度钢结构建筑的火灾特点。
二是大跨度钢结构建筑火灾扑救难点分析。
三是大跨度钢结构建筑火灾扑救能力现状分析。
四是大跨度钢结构建筑火灾扑救对策。
五是提升队伍大跨度钢结构建筑火灾扑救能力的措施。
一、大跨度钢结构建筑的火灾特点(一)大跨度钢结构建筑结构火灾中容易变形,导致建筑物局部倒塌。
大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施

大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施姓名:XXX部门:XXX日期:XXX大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施大跨度钢结构厂房火灾危险性和预防措施金华支队/郑卫国随着经济体制改革的不断深化,各类工业企业迅猛发展,大型建筑日益增多。
一方面由于生产工艺的需要,另一方面企业主盲目的求大、比阔,导致建筑体量越建越大。
钢结构建筑具有建设周期短;可利用面积大、可塑性强、抗震、抗弯、荷载大等优点,使钢结构成为大跨度建筑的首选。
但钢结构作为建筑材料因其耐火性能差,易倒塌的缺陷,使防火工作面临着一系列新问题,本文结合笔者的工作实践谈谈大跨度钢结构厂房的火灾危险性和预防措施:一、大跨度钢结构厂房的火灾危险性(一)火势发展快,易形成大面积燃烧。
钢结构跨度大,建筑内部空间大、门窗多,空气流通快,内部没有明显的防火分隔,一旦发生火灾,蔓延途径多,火势发展快,燃烧猛,极易在强对流的作用下形成大面积火灾。
大跨度钢结构厂房存在火灾危险性的主要因素是部分建筑项目未经消防审核、验收。
(二)钢结构建筑耐火性能差,易倒塌。
钢结构材料在未进行防火处理的情况下,其本身不会起火燃烧;但火灾时,强度会迅速下降。
据测试,在全负荷情况下,使钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500度左右,而一般火场温度可达到800-1000度。
在这样高的温度下,裸露的钢结构会很快出现变形,产生局部破坏,造成钢结构整体倒塌。
普通钢结构厂房一般在发生火灾后15分钟左右就会丧失承重功能而垮塌,如金华市江南开发区大飞龙药业有限公司钢结构仓库火灾,起火后不到20分钟中部火势猛烈处钢架就发生了垮塌。
第 2 页共 7 页(三)扑救困难。
大跨度的钢结构建筑发生火灾,火势很快发展到猛烈阶段,在实施灭火时,由于厂房跨度大,再加上内部设备多、布置复杂,直接阻碍灭火人员深入内部进攻,一般水枪射流难以到达火点,灭火药剂使用效率差。
并且在扑救钢结构建筑火灾时,指挥员有“坍塌”的畏惧心理,这对作战决心的形成、进攻路线的选择都会产生影响。
大跨度厂房火灾消防救治的举措
大跨度厂房火灾消防救治的举措随着社会经济的不断发展,大型钢结构厂房逐渐增多。
钢结构工业厂房具诸多优点,如建设周期短、抗震性能好、自重轻、造价低、造型美观、现代感强等,在现代工厂设计中得到广泛应用,特别是大空间、大跨度的钢结构厂房,更受青睐。
但这种厂房也存在耐火性能低这一致命缺陷。
由于钢材本身耐火性能较差,导热又快,其屈服强度、弹性模量等力学性能随温度上升而急剧下降。
而大空间、大跨度的钢结构厂房,因为通透空间大、空气流通快,所以火灾蔓延更快损失更大。
一、大跨度厂房的火灾特点1、火势发展快,易形成大面积燃烧。
大跨度厂房内部空间大、门窗多,空气流通快,内部没有明显的防火分隔,一旦发生火灾,蔓延途径多,火势发展快,燃烧猛,极易在强对流的作用下形成大面积火灾。
2、钢结构建筑耐火性能差,易倒塌。
钢材虽然是不燃材料,但在火灾高温条件下存在强度降低和蠕变现象。
对建筑用钢而言,在260℃强度不变,260~280℃开始下降,达到400℃时屈服现象消失,强度明显降低,达到450~500℃时,钢材迅速失去承载力,金属板的耐火极限约为15min左右,金属板夹芯板的耐火极限约为10min左右就会丧失承重功能而垮塌。
3、扑救困难。
大跨度的钢结构建筑发生火灾,火势很快发展到猛烈阶段,在实施灭火时,由于厂房跨度大,再加上内部设备多、布置复杂,直接阻碍灭火人员深入内部进攻,一般水枪射流难以到达火点,灭火药剂使用效率差。
并且在扑救钢结构建筑火灾时,指挥员始终有“坍塌”的畏惧心理,这对作战决心的形成、进攻路线的选择都会产生影响。
钢结构火灾在扑救时由于水枪射流的冲击冷却作用,使塌落弯曲的钢结构构件强度降低,造成火场余火清理困难,灭火难度和工作量增大。
二、针对大跨度厂房的火灾特点,笔者认为应该从以下几点来考虑大跨度厂房火灾的扑救。
1、把握好冷却与灭火的关系。
大跨度厂房一旦发生火灾,要首先认识到大跨度厂房的刚结构梁柱将会在较短时间内失去应有的承载力,随着燃烧的持续而发生扭曲和倒塌现象,这时进行强攻灭火,如果在短时间内不能及时的扑灭火灾,极有可能造成人员的重大伤亡。
大跨度大空间建筑火灾扑救和指挥程序
(三)钢结构建筑倒塌形状
概述和特点 PART 01
三是“开花倒”
主体钢架、钢柱的框架结构采用砖砌而成 的墙面,通过牵拉墙面固定,一旦钢结构 受到高温作用失去强度,降低了牵拉能力, 致使砖砌墙体失去稳定性,整体倒塌。
概述和特点 PART 01
(三)钢结构建筑倒塌形状
四是“断链式”倒塌
主体钢混结构采用砖砌而成的墙面,外 部使用彩钢板裹。由于建筑内部分隔完整, 形成了若干个防火分区,火势具有一定的区 域间隔特点,导致建筑坍塌的不连续性,呈 现间隔、断链的形式。
下时,材质变脆,韧度降低。
概述和特点 (三)钢结构建筑倒塌形状
PART 01
一是“一面倒”
由于钢结构的耐火性能差,整体连接性 强,先被烧的部位先失去强度,变形坍 塌形成的“一面倒”即“斜面形”倒塌。
概述和特点
PART 01 (三)钢结构建筑倒塌形状
二是“凹aa 倒塌”
这种情况,往往是内部可燃物 相对集中,在短时间内火焰温 度骤增,致使建筑物整体成局 部倒塌。
火灾特点
PART 02
(三)建筑易坍塌、排烟散热难
超过200℃时:强度开始减弱; 达到350、500、600℃时,强度分别下降 1/3、1/2和2/3; 超过700℃,构建强度减少90%以上,其强 度几乎等于零。 根据实验,I36b、I40b标准工字钢梁的耐 火极限分别为15、16分钟。
Part 3 CONTENTS
大跨度大空间建筑 火灾扑救和指挥程序
随着建筑技术及经济的发展,新的建筑结构形式不 断产生,近年来,大跨度大空间建筑结构成了大型企业 厂房的和城市综合体等典型建筑的主要结构形式。由于 这种建筑形式具有结构简单、施工方便、跨度大、外观 漂亮、内部空间大、内部自由度大。
浅谈大跨度大空间厂房火灾救援对策
浅谈大跨度大空间厂房火灾救援对策摘要:大跨度、大空间厂房火灾具有火灾荷载大、灭火和搜救困难、火势蔓延迅速、易发生倒塌的火灾特点,一旦处置不当,扑救不及时,极易造成重大人员伤亡事故和财产损失。
本文通过分析大跨度大空间厂房的基本特点和处置难点,总结探析其对应灭火救援的对策。
关键词:大跨度大空间厂房;火灾处置难点;灭火救援近年来,随着经济建设的快速发展,随之而来的是大跨度大空间建筑的数量剧增,企业生产用房、仓储用房日趋大型化。
大跨度大空间、钢结构建筑,以其强度高、自重轻、跨度大、外观漂亮、施工方便和施工时间短;内部空间大、内部自由度大,特别是投资少且投资周期短等优势为越来越多的企业所认可和运用。
但是一旦发生火灾,由于跨度大、空间大、钢混结构的特性,生产、存储性质不一,极易倒塌,容易造成人员伤亡和财产损失,扑救十分困难。
一、大跨度大空间厂房建筑的基本特点大跨度大空间厂房是指所有承重墙(柱)之间单跨宽度60m以上或单个防火分区5000m2以上且净空高度8m以上的建筑。
该类建筑主要由柱、梁、板、外墙四部分组成,梁和柱是建筑物的主要承重构件,其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。
大跨度大空间厂房根据建筑物的材料可分为:钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构。
钢筋混凝土结构的梁、柱都是钢筋混凝土预制件,造价比其它建筑要低,比钢结构要高;钢结构的梁、柱的材料都是钢材,一般为大型工字轻钢,钢材的受压性能较差;混合结构的承重柱是钢筋混凝土预制件,横梁为钢材,可承受轻质屋盖结构,其跨度比钢筋混凝土梁大。
大跨度大空间厂房的特征。
一是建筑空间大、跨度长。
为适应使用功能多样化的需要,往往决定了大跨度大空间建筑的长度、宽度和高度均比较大。
单层(或带夹层)框架结构厂房长度大多在100m以上,甚至达到200m,建筑物的宽度一般都在50m-100m,高度为6-15m,厂房面积从几千到几万m2,甚至达到10万m2以上。
试论钢结构建筑火灾扑救技巧
试论钢结构建筑火灾扑救技巧[摘要]在新的形势下,研究大跨度钢结构建筑火灾是灭火救援任务的需要。
本文通过分析钢结构建筑的基本特性和火灾特点,结合几起钢结构建筑火灾的扑救案例,对钢结构建筑火灾扑救进行探讨,以便有效开展钢结构建筑火灾的灭火组织指挥工作。
[关键词]钢结构;火灾;扑救;技巧1.钢结构建筑的基本特点1.1利用型钢做承重构件,跨度大、空间大,承重能力强钢结构建筑具有跨度大、空间大、承重能力强的特点,多用于大型体育馆、车间、仓库以及高层建筑等。
这类建筑的主要承重构件,如屋架、梁、板、柱等,都是利用型钢经过铆焊加工制成的。
1.2耐火性能差,遇高温强度下降钢材构件本身不燃,但钢的耐火性能差,随着温度变化,其强度有很大变化。
用于高层建筑、大跨度的商场等重要场所的现代钢结构,一般外面都有保护层(粉刷防火涂料等),其耐火极限可以达到0.5h~2.5h,这类钢结构建筑受热的影响小:而大多数钢结构无保护层,发生火灾时,直接受到热的作用,温度上升,强度下降。
1.3建筑结构和功能复杂从调查的情况看,钢结构建筑大多为车间厂房,而多数车间厂房里面,机器设备、原料成品堆积,加之为适应生产租工艺需要,现代钢结构建筑的上部安装有通风、水、中央空调、蒸汽管道等多种管道,有的还安装有氨气和油管道,而外墙和间隔墙多为铁皮夹聚胺脂加工而成,这些都使得建筑内的危险源大大增多。
2.钢结构建筑火灾的基本特性2.1钢构件易变形,导致建筑物倒塌火灾过程中,由于钢结构受火势影响的强弱不同,构件各点的变形受损度不同,钢构件的应力关系遭到破坏,易引起建筑物倒塌。
若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑物承载的主体,一旦发生火灾,则建筑物会迅速坍塌,这一过程经过的时问很短,一般在火烧15min~20min左右,钢结构屋盖火灾倒塌。
2.2火势猛,易造成人员伤亡因钢结构建筑导热速度极快、耐火极限低,加之大跨度钢结构内部装饰装修使用了大量可燃性材料,火灾后会使建筑构件直接受到烧烤,减少了建筑构件的承重支撑时间,使建筑坍塌的时间更快等,往往消防队到场时已错失控火有利时机,致使不敢内攻,造成大面积大空间内猛烈燃烧,如控制不当,进而造成大火肆虐发展蔓延,整个建筑坍塌,内部设备、物品全部燃烧的结局,极易造成人员伤亡,甚至群死群伤恶性事故的发生率就会很高。
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大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对
近年来,我国社会经济的发展突飞猛进,随着经济的不断发展也致使各类建筑业的得到了空前的繁荣,一些大跨度、超高层建筑应运而生。
建筑物中运用钢结构种类越来越多,厂房、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。
钢结构本身具备自重轻,强度高,施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。
钢结构的快速发展,在我国取得了不少成就。
第一,钢结构建筑的数量不断增加,应用范围不断扩大,如:2008 年奥运主体育场“鸟巢”,世界第三高度420 米的上海金茂大厦,具有国际领先水平的深圳赛格大厦72层、高度291 米全部采用钢管混凝土柱,采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心,跨度216 米的公路铁路两用低塔斜拉桥的芜湖长江大桥,上海宝钢大型轧钢厂房,咸阳市也建成了西北地区首座钢结构商住楼丽彩广场C座,三十二层,建筑高度98米,成为现代咸
阳的标志性建筑。
第二,钢结构技术不断改进。
由于以前钢材使用受限制,建筑采用传统的模式,而现在出现了钢管、圆管、钢构混凝土等,要求结构的节点也随之变化,管管相接。
材料上,有高强度的钢,厚板钢材,玻璃,不锈钢,钛合金。
施工上也有新的工艺。
钢结构在我国具有极大的发展空间,国外钢结构建筑使用钢材占钢材总量的10%左右,而中国仅占4%左右,我国的人均钢材占有量刚达到世界人均水平100 千克左右,日本
人均钢材占有量是400-500 千克,有一定差距。
现阶段我国钢结构建筑只占建筑总量不足3%的比例,发达国
家已占30%〜50%。
我国钢结构发展具有较大的空间和潜力,伴随着建筑市场的持续发展,钢结构的发展将得到进一步的推动。
中国处于全面建设的高峰期,正大量消耗着全球的自然资源。
钢结构与混凝土结构相比,它环保且更利于建筑产业化的发展。
钢结构建筑在现代建设中得到了越来越广泛的应用。
但钢结构耐火性能低,如何提高钢结构的耐火性能对于建筑的安全性至关重要。
、钢结构建筑火灾特点
在加热的情况下,钢材的力学性能随着温度的升高而变化。
一般表现为弹性模量、屈服强度、极限强度随
温度的升高而下降,塑性变形和蠕变随温度的升高而增加。
在200 C〜350 C时热轧钢岀现所谓的蓝脆”现象,
此时钢材的极限强度提高而塑性降低,与其他温度段相比变脆”在500C时,钢的极限强度和屈服极限大大
降低,塑性增大。
在450C〜600C 时,碳化物趋于石墨化和球化。
石墨化的产物是由于碳化铁分解,生成游离的石墨粒的结果。
如果加热的温度越高,时间越长,钢的含碳量越高,则碳化物的球化便越剧烈。
存在石墨化和球化,表明钢在高温下弱化了,力学性能降低。
合金材料的加入一般会使钢的上述变化需要的温度提高。
试验结果表明:在200C以内强度变化不明显,屈服强度略有下降,而极限强度基本没有变化。
200 C以后屈服
强度随温度升高而降低的速率开始加快。
极限强度在200 C〜300 C由于岀现蓝脆”而较常温下略有提高,300 C 以后极限强度随温度升高明显降低。
在600 C时,低碳钢的屈服强度和极限强度均只有常温时的35%〜40%,
而碳素钢丝的强度更低。
随着温度进一步升高,在800 C时钢材的强度基本消失。
同时钢材的伸长率和截面收
缩率随温度升高面增大,表明高温下钢材的塑性性能增大,易于变形。
此外,钢材在一定温度和应力作用下,随时间的推移会发生缓慢变形,即蠕变,蠕变会导致材料松驰。
钢材在高温下屈服点降低是决定钢结构耐火性能的重要因素,如某一钢构件在常温下受荷载作用应用值是屈服点的一半,但火灾时由于钢材在火灾高温作用下屈服强度降低,当实际应力值达到了降低了的屈服强度时就表现出屈服现象而破坏,使结构承载能力急剧下降,造成钢结构建筑物部分或全部垮塌毁坏。
这类典型的火灾案例有,2001 年世贸大厦被撞击后飞机携带大量的燃油向大厦底部流淌,火势迅速向下蔓延,燃烧不久,灼热的高温就通过钢结构迅速传遍整幢大楼,致使大厦承重的钢结构熔化,撞机仅57 分钟南楼就彻底崩溃倒塌,
而北楼也仅坚持了1小时22分钟,造成了死亡2797人、损失360亿美元的惊世惨案。
2003年4月5日,青岛市即墨正大食品有限公司厂房发生火灾,在高温作用下,钢结构屋架仅仅约30 分钟便轰然倒塌,导致20 多名
员工被埋压在厂房内遇难。
目前,在建筑领域已采取了多种方式对钢结构进行保护,钢结构构件的各类防火措施也孕育而生。
、钢结构建筑耐火性能提高方法
建筑钢结构的防火保护措施按照其防火行为来分主要分为主动防火和被动防火。
主动防火主要是指水喷淋法以及消防员的灭火行为,即主动地控制建筑发生火灾的趋势。
被动防火即不包括灭火行为采取其他形式提高钢结构的耐火极限的一种防火保护方法。
从热量传输原理上来说,钢结构防火保护措施可以分为截流法和疏导法。
1、水喷淋法。
水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网,火灾时,自动启动形成一层
(或手动)开始喷水,在构件表面连续流动的水膜,从而起到保护作用。