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現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)工程耐火保護(hù)方法

2014-12-04 14:07  建設(shè)工程教育網(wǎng)整理  【  【打印】【我要糾錯】

一.鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。

A.鋼結(jié)構(gòu)的重量輕,雖然鋼的比重大,但因其機(jī)械性能很好,可以承受較大的荷載,故鋼結(jié)構(gòu)件截面尺寸小,同樣跨度同樣荷載時,鋼屋架的重量最多不過鋼筋混凝土屋架的1/4或1/3,鋼結(jié)構(gòu)的重量小,便于運輸。

B.鋼結(jié)構(gòu)安裝施工簡便。綱結(jié)構(gòu)由專業(yè)化金屬構(gòu)件廠生產(chǎn)構(gòu)件(梁、屋架、柱等),在工地上用電焊或螺栓(或高強(qiáng)螺栓)連接起來,施工安裝簡便迅速,提高施工速度,已成為降低工程造價的最主要因素,結(jié)構(gòu)造價問題已降到次要的地位。而且,螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)便于改造拆遷。鋼結(jié)構(gòu)工程

C.鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝機(jī)械化程度高。鋼結(jié)構(gòu)具有某種段度的技術(shù)密集型性質(zhì),鋼結(jié)構(gòu)所用的材料單一,而且是成品,加工簡便,機(jī)械化程度高,建造迅速,容易保證質(zhì)量,適宜于成批大量生產(chǎn),從構(gòu)件的工廠加工到現(xiàn)場吊裝,工業(yè)化程度大大高于具有勞動密集性質(zhì)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

D.材質(zhì)均勻,與力學(xué)計算的假定比較符合,鋼材內(nèi)部組織比較均勻,按近于各向同性體,而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的。因此,鋼結(jié)構(gòu)的實際受力情況與建筑力學(xué)計算的結(jié)果比較符合。

E.鋼結(jié)構(gòu)在平面布局上的靈活性,則是另一重要特點。在信息時代的今天,對室內(nèi)平面,空間和內(nèi)部設(shè)施的要求更加嚴(yán)格了。原先的布局和設(shè)備,不久就可能變成不太適用或完全不適用,鋼結(jié)構(gòu)卻可為平面重新布局提供更大的可能性,從而延長建筑物的使用壽命。

鋼結(jié)構(gòu)雖然有這么多優(yōu)點,但卻有一個致命的缺點:不耐火。鋼材雖然是不燃材料,但在火災(zāi)高溫作用下,其力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、彈性模量等卻會隨溫度升高而降低,在550℃左右時,降低幅度更為明顯,一般在15分鐘左右就會喪失承重能力而垮塌。國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)建筑物的火災(zāi)案例都證明,發(fā)生火災(zāi)后20分鐘以內(nèi)就把建筑物燒垮,最后形成一片廢墟。

二.鋼結(jié)構(gòu)的耐火保護(hù)方法。

由于鋼結(jié)構(gòu)耐火能差,在火災(zāi)高溫作用下很快失效倒塌,耐火極限僅15分鐘,若采取措施,對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),使其在火災(zāi)時溫度升高不超過臨界溫度,鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中就能保持穩(wěn)定性,對鋼結(jié)構(gòu)采取的保護(hù)措施,從原理上來講,主要可劃分為兩種:截流法和疏導(dǎo)法。

1.截流法

截流法的原理是截斷或阻滯火災(zāi)產(chǎn)生的熱流量向構(gòu)件的傳輸,從而使構(gòu)件在規(guī)定的時間內(nèi)溫升不超過其臨界溫度。其作法是構(gòu)件表面設(shè)置一層保護(hù)材料,火災(zāi)產(chǎn)生的高溫首先傳給這些保護(hù)材料,再由保護(hù)材料使給構(gòu)件。由于所選材料的導(dǎo)熱系數(shù)較小,而熱容又較大,所以能很好地阻滯熱流向構(gòu)件的傳輸,從而起到保護(hù)作用。截流法又分為噴涂法、包封法、屏蔽法和水噴淋法。鋼結(jié)構(gòu)工程

2.噴涂法

噴涂法是用噴涂機(jī)具將防火涂料直接噴在構(gòu)件表面,形成保護(hù)層。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按所使用的膠粘劑的不同可分為有機(jī)防火涂料和無機(jī)防火涂料兩類,按涂層厚度分為薄涂型和厚涂型兩類,薄涂型鋼結(jié)構(gòu)涂料涂層厚度一般為2~7mm,有一定裝飾效果,高溫時涂層膨脹增厚,具有耐火隔熱作用,耐火極限可達(dá)0.5~1.5小時,這種涂料又稱綱結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料。厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料厚度一般為8~20mm,粒狀表面,密度較小,導(dǎo)熱系數(shù)低,耐火極限可達(dá)0.5~3.0小時,這種涂料又稱鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。

不同的元素對鋼材性能的影響

(1)碳:含碳量越高,剛的硬度就越高,但是它的可塑性和韌性就越差.

(2)錳:能進(jìn)步鋼的強(qiáng)度,能消弱和消除硫的不良影響,并能進(jìn)步鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.

(3)硫:是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進(jìn)行壓力加工時,輕易脆裂,通常叫作熱脆性.

(4)磷:能使鋼的可塑性及韌性明顯下降,特別的在低溫下更為嚴(yán)重,這種現(xiàn)象叫作冷脆性.在優(yōu)質(zhì)鋼中,硫和磷要嚴(yán)格控制.但從另方面看,在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對改善鋼的可切削性是有利的.

(5)硅:它可以進(jìn)步鋼的硬度,但是可塑性和韌性下降,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能.

(6)鉬:可明顯的進(jìn)步鋼的淬透性和熱強(qiáng)性,防止回火脆性,進(jìn)步剩磁和嬌頑力.

(7)鎢:能進(jìn)步鋼的紅硬性和熱強(qiáng)性,并能進(jìn)步鋼的耐磨性.

(8)鉻:能進(jìn)步鋼的淬透性和耐磨性,能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用.

(9)鈦:能細(xì)化鋼的晶粒組織,從而進(jìn)步鋼的強(qiáng)度和韌性.在不銹鋼中,鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象.

(10)硼:當(dāng)鋼中含有微量的(0.001-0.005%)硼時,鋼的淬透性可以成倍的進(jìn)步.

(11)鎳:能進(jìn)步鋼的強(qiáng)度和韌性,進(jìn)步淬透性.含量高時,可明顯改變鋼和合金的一些物理性能,進(jìn)步鋼的抗腐蝕能力.

(12)鋁:能細(xì)化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時效.進(jìn)步鋼在低溫下的韌性,還能進(jìn)步鋼的抗氧化性,進(jìn)步鋼的耐磨性和疲憊強(qiáng)度等.

(13)釩:能細(xì)化鋼的晶粒組織,進(jìn)步鋼的強(qiáng)度,韌性和耐磨性.當(dāng)它在高溫熔進(jìn)奧氏體時,可增加鋼的淬透性;反之,當(dāng)它在碳化物形態(tài)存在時,就會降低它的淬透性.

(14)銅:它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是和磷配合使用時更為明顯.

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