张Quanhui
海洋设计研究所
结构设计经理
介绍
钢结构建筑结构本身的发展已经非常成熟，各种结构都可以满足建筑需求的需求，例如大跨度，超高和长期。目前，钢结构的发展主要是支撑零件，防火和腐败以及其他因素的不完美的钢结构。本文使用钢结构防火作为讨论防火概念，技术和成本的概念的起点。当钢结构的潮汐到来时，我们可以在其中游泳并航行。
开发建筑钢结构的新机会
当前的应用程序范围
自成立以来，由于与传统的建筑材料相比，建筑钢结构已在建筑结构中广泛使用。随着我国的钢铁产量逐年增长，并且已经稳定了多年的世界，因此我国的钢结构已经迅速发展。目前，钢结构主要用于较大的跨度和超高层结构系统，可以完全显示其优势，而其他类型的建筑物（例如住宅和商业建筑物）的应用较少。
1.2
政策取向
2016年政府工作报告明确提出：“积极宣传绿色建筑物和建筑材料，大力开发钢结构和预制建筑物，并改善建筑工程标准和质量；北京的“实施意见，有关加速假装建筑物的开发”，例如体育馆等新的公共建筑物，购物中心和办公楼优先被钢结构建筑物采用，新的公共建筑物具有10,000平方米（包含）或更多政府投资的公共建筑。建筑工业化以及建筑工业化和钢铁行业的“毁灭性”环境，如何突破桎梏，利用其优势并使社会受益，它是员工面前的话题。
钢结构建筑物的火灾风险
2.1
身体表现
火灾中钢结构的性能取决于钢的身体表现。学习：
低于200°C：
力量并没有降低，
在一定范围内甚至有一定程度的海拔。
高于200°C：
随着火灾温度的升高，其强度迅速降低。
600〜800℃：
几乎完全失去了携带能力。
800〜1000℃上面：
火场的温度通常在此温度下
如下图1所示，15分钟后，非保护裸钢结构将失败。
图1：高温下钢强度的折扣系数和加热曲线图
2.2
危险
钢的故障很容易导致建筑物崩溃，并且通常没有保护或不足保护钢结构建筑物的重大恶性事故。 1998年，北京一座家具城的火结构导致13,000平方米的钢结构崩溃。 2003年，青岛食品加工厂的大火，钢屋顶的倒塌导致数十名未能及时撤离的员工。确保生命和财产的安全并防止发生恶性事故是非常重要的。
图2火的钢结构无效
钢结构防火
钢结构防火是必须考虑必须考虑钢结构设计时必须考虑的内容。如何在建筑钢结构的防火治疗方面做得好，已成为钢结构行业的主要研究方向。常规建筑钢结构通常根据防火规格的要求采取相应的防火措施。对于某些超出标准要求的特殊形式，例如超级购物中心，机场航站楼以及文化和娱乐项目，他们经常使用性能防火设计。
3.1
性能防火设计
火灾性能使用可靠的分析工具和方法来分析建筑物中的火灾场景。根据防火和防火的性能结果，钢结构的保护区与传统设计大不相同。结构成分可以降低火力，甚至无防火。
3.2
钢结构防火措施
钢结构建筑物的消防措施分为主动火灾和被动防火。
主动防火
它主要是指主动灭火措施与火灾检测相结合，
改变火灾的行为，
例如喷雾设备和消防员的灭火行为。
被动防火
主要是指结构设计和结构测量中的合理措施钢结构防火方法，
提高结构的电阻，
它不会改变火场。
图3建筑钢结构的防火措施
3.2.1主动防火措施
主动防火措施主要包括自动灭火和抑制火灾生长系统，例如自动喷水和喷涂。从广义上讲，它还包括消防辅助器和警报器，快速撤离指示器，消防员灭火行为等。根据相关信息，自动灭火系统的火力驱动力高达95％，是特别有效地控制初始火。
因此，当允许某些外国防火规格安排主动防火系统时，可以削弱被动防火要求，以确保安全，降低钢结构防火费用。这是一个战斗设施，可以在住房中普及且经济，尤其是低层和多层钢结构的结构化房屋。
3.2.2被动防火措施
3.2.2.1包装方法防火
|原理|
包装方法主要是使用固体耐火材料来完全包裹整个钢结构。固体难治材料不仅不令人满意，而且具有较大的热容量。它可以用作耐火的保护层，以降低组件的温度。
|材料|
目前，该项目通常使用无机防火板，例如硅酸盐板，石膏板，ver片板，等等。
|申请范围|
该方法主要用于组件，例如梁和形状规则的列，具有极高清晰度的药品研讨会以及低和多层浅钢结构式房屋。
图4背面 - 销售方法防火案例
3.2.2.2喷涂方法防火
|原理|
SO称为喷涂方法是在钢结构表面上施加一层防火涂层，然后使用防火材料本身或密集的热隔热和热层，让钢结构形成保护膜泡沫产生的绝缘保护层，延迟延迟延迟延迟钢结构的温度升高，以提高钢结构组件的难治极限。
|类别|
根据不同的方式，下面的图6显示了防火涂料的分类。在工程开发和应用中，涂料厚度主要分为厚厚的涂料防火涂料，薄的涂料防火涂料和超薄的防火涂层。
|申请范围|
在工程应用中，当保护时间超过两个小时时，只能使用高层建筑物中的钢柱。在其他情况下，您可以根据项目条件选择厚，薄或超薄喷雾。由于材料的不同，薄涂层和超薄防火涂层将在火下分解有毒和有害的气体，这会损害消防员和消防员。因此，如果没有特殊要求，建议使用厚涂层。
图5防火涂料结构和喷涂后的效果
图6钢结构防火涂料分类
表1不同的消防涂料性能
3.2.2.3屏蔽方法防火
屏蔽方法通常用于预防钢盖的火灾。天花板下方的防火天花板延迟延迟下方的火力导致钢盖的加热。阻止方法很高，占据了较大的建筑空间，并且由于接缝等问题，工程应用不多。
3.2.2.4射击方法
钢结构的填充到空心封闭柱上充满水。发生火灾时，该组件将从火灾中吸收的热量转移到柱中的水中，因此组件的温度约为100°C。这是理论上最理想的防火方法，但实际上，应付对于小管结构和循环系统的高成本，有必要考虑抗腐蚀和冻结的问题。因此，实践中的应用很少。
3.2.2.5难治钢
难治性钢是通过添加合金元素（例如结构性钢中的钼）来保持在规定的耐火时间内的高强度。当未覆盖防火层时，它可以达到4级防火束的难治极限。在其他情况下，需要匹配防火措施，例如防火涂料。国家大剧院（National Grand Theatre）成功地采用了Wugang生产的难治性钢，这不仅确保了消防安全，而且还意识到了建筑师对美的追求。
选择指南和经济分析
4.1
各种防火措施的比较分析
根据构建困难，范围和各种防火措施的成本等因素，可以总结其优势和缺点的比较，如下表2所示。最高得分是五颗星，最低的是一颗恒星。
表2各种防火措施的特征比较
由于难治性钢仍处于研究和促进阶段，除了第四层钢梁外，还需要将难治性钢连接到其他预防措施上。因此，工程应用程序不多。但是对于三层层下方的轻钢结构，选择难治性和腐蚀钢将是一种趋势。
屏蔽方法和过滤器冷却方法在项目的应用中较小，尤其是滤水器冷却方法，并且申请案例很少。当前常用的钢结构预防措施主要是包装和喷涂。如表2所示，诸如对施工期的全面考虑，外星人横截面的治疗难度以及建筑空间的占用等因素，大多数喷涂保护性涂料的方法都用于多层和高层公共建筑。
4.2
喷涂法的经济绩效分析
喷涂方法是近年来最好的保护方法，也是最佳开发趋势。统计数据表明，喷雾方法在90％的钢结构工程中起关键作用。它的绝对成本及其在钢结构成本中的比例，甚至如何节省防火成本也值得关注。
根据调查，下表3显示了市场上当前的喷涂方法。价格在合同中包括税收。该区域是指保护性组件的表面积。
表3钢结构保护涂料价格（Yuan/㎡）
注意：钢结构工厂通常使用基于国内水的防火涂料，保护时间为1.5小时；
b。国内超薄防火涂料之间的价格差异不同，产品的质量不均匀。
4.2.1示例分析
由于根据保护组件的表面积引用专业制造商，因此在特定项目的参考期间，成本指标不够直观。对其经济绩效的分析通过超高钢结构进行分析。
标准层平面如下图所示。该柱使用钢管混凝土柱，横截面大小为1.1x1.5m；钢梁为H形钢梁，外围钢梁为900x400（500），主梁的典型截面，第二梁为600x200 Essence钢结构防火方法，梁支柱由厚的防火涂层制成。分析结果示于表4。
上图：图8标准层地板图
下图：表4经济绩效分析表
注意：建筑区不包含核心管区域；
b。钢梁引号基于9,500元/吨，钢柱以10500元/吨计算；
4.2.2示例分析结论
从上表可以看出，尽管钢梁单位的保护成本较低，但钢梁的保护区比钢柱大得多，从而导致钢梁的总保护成本更高比钢柱。以国内品牌防火涂层为例，梁和柱的防火成本及其钢结构的预防成本分别达到10.9％和4.3％，预防总预防成本占钢结构成本的6.8％。
进口品牌防火涂料的成本比国内品牌高出50％以上，而且价格差异合理。国内防火涂料技术的发展对所有人来说都是显而易见的，但是在火灾稳定性，与基板接触的紧密性和耐用性方面仍然存在一定的差距。消防管理部门，例如高端项目，例如北京CBD地区的项目，通常建议预防防火要求超过规范要求。根据调查，这些项目中的大多数选择进口品牌。
结论
目前，有许多用于钢结构的防火方法，各种方法都有自己的优势和缺陷。在理论研究和实践项目中，仍需要对其进行持续探索和总结，以获得更方便，更实用的方法，并减少火灾造成的损失。提供进一步发展钢结构的条件。
