浅谈钢结构建筑的防火

   摘要：从钢结构的性能出发，阐述了设计和施工两个方面应该如何做好钢结构的防火。 
　　关键词：钢结构、防火、耐火极限、喷涂

 

　　钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震，抗弯等特性。在实际应用中，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，单层，多层，摩天大楼，
厂房，库房，候车室，候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又
存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点，抗拉及弹性模量等均会因温度的升
高而急剧下降。

 

　　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。2002 年 9 月 11 日，美国纽约的世界贸易大厦在恐怖袭击中倒塌，

导致

300 多名消防队员无辜丧生。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。

2003 年我国青岛市的正大食品厂钢结构厂房发生特大

火灾，造成厂房大面积倒塌，很多工人葬生火海；

1972 年天津市体育馆发生火灾，致使屋

顶坍塌，造成巨大人员伤亡。这些众多的火灾案例都暴露出了钢结构建筑存在的一个致命弱
点就是耐火性极差，这就给我们广大建筑设计人员提出了一个新的课题，怎样才能做好钢
结构建筑的防火设计，使钢结构建筑更好地服务于我们的经济建设。

 

　　如何才能做好钢结构建筑的防火设计呢？我认为应该做到以下三个方面：

 

　　一、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，比如一个

60 米高的综合楼，根据《高规》其属于一

类高层建筑，它的耐火等级应为一级，其梁、柱、屋顶承重构件的耐火极限应分别不低于

2

小时、

3 小时、1.5 小时，如果我们在设计时没有正确核定耐火等级，确定的耐火等级过高或

过低，都会造成我们设计失误，过高造成浪费，过低则造成不安全。

 

　　二、设计时要选用恰当的钢结构防火保护方法。目前我国钢结构主要采用三种保护方法：
喷涂法、包敷法、水淋冷却法，它们都是通过一定的技术手段来提高钢结构的耐火极限。具体
而言，喷涂法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；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；水淋冷却法是在
钢结构上部布置自动喷淋系统，发生火灾时，启动喷淋在钢结构表面形成一层连续的水膜
达到保护作用。我们在设计时，要根据不同建筑对构件耐火极限的要求，通过科学比较，选
出最恰当的防火保护方法，达到经济和安全要求。