【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性建筑倒塌是火災(zāi)造成的最嚴(yán)重的次生災(zāi)害之一，對承火災(zāi)撲救和搶險(xiǎn)救援帶來了極大的挑戰(zhàn)，因此加強(qiáng)建筑主體防火措施，設(shè)計(jì)時(shí)須保證主體結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性，以贏得足夠的疏散時(shí)間，有效預(yù)防火災(zāi)中建筑倒塌事故的發(fā)生、最大限度的減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，并使建筑物在火災(zāi)過后易于修復(fù)。已成為防火設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。隨著建筑設(shè)計(jì)層出不窮的創(chuàng)新，大面積的懸挑結(jié)構(gòu)、大面積中庭、造型奇特的幕墻，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已無法完全滿足現(xiàn)在建筑造型的需求，這就增加了大型建筑對鋼結(jié)構(gòu)的依賴。本章節(jié)主要從鋼結(jié)構(gòu)的耐火分析。(一)鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的失效分析雖然鋼結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性都很好，具有重量輕,、材質(zhì)均勻、制作安裝機(jī)械化程度高、安裝施工簡便的特點(diǎn)，但其耐火性較差。隨著溫度的不斷升高，鋼材的抗拉和承重等性能則會急劇下降，當(dāng)溫度達(dá)到450℃至650℃時(shí)鋼結(jié)構(gòu)就會失去承載能力，發(fā)生變形，鋼柱、鋼梁彎曲，不能繼續(xù)使用。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)在沒有防火措施的情況下其耐火極限時(shí)間只有15min左右。由圖31可見，隨著溫度的不斷升高，鋼材的抗拉強(qiáng)度fu、彈性模量E以及屈服強(qiáng)度fy的趨勢總體是降低的，但在200℃以下時(shí)變化不大。當(dāng)溫度達(dá)到250攝氏度左右時(shí)，鋼材的抗拉性能fu反倒會出現(xiàn)較明顯的上升，但其彈性模量和屈服強(qiáng)度下降，這種現(xiàn)象叫“蘭脆現(xiàn)象”。當(dāng)溫度超過300攝氏度時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度、彈性模量及屈服強(qiáng)度都開始明顯下降，而δ大幅上升，鋼材產(chǎn)生徐變；當(dāng)鋼材溫度超過攝氏400176。時(shí)，鋼材的fu和E都急劇下降；達(dá)600℃時(shí)，fy、fu和E均接近于零，其承載力幾乎完全喪失。 圖31 溫度對鋼材力學(xué)性能的影響當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，熱空氣向構(gòu)件傳熱主要是輻射、對流，而鋼構(gòu)件內(nèi)部傳熱是熱傳導(dǎo)。隨著溫度的不斷升高，鋼材的熱物理特性和力學(xué)性能發(fā)生變化，鋼結(jié)構(gòu)的承載能力下降，鋼結(jié)構(gòu)由于構(gòu)件屈服或屈曲造成最終失效。所以，阻止或減緩構(gòu)建的熱傳導(dǎo)是防止鋼結(jié)構(gòu)失效最直接有效的方式。 (二) 鋼結(jié)構(gòu)的防火方法在凱德天府項(xiàng)目中，裙樓四層中庭的頂部及七層中庭地頂部均為鋼梁加壓型鋼板結(jié)構(gòu)，面積達(dá)到90，000余平米，四層中庭的鋼結(jié)構(gòu)為上層真冰溜冰場的承重結(jié)構(gòu)，而七層的鋼結(jié)構(gòu)上部即為裙樓屋面，存在大量風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備及園林覆土植被，其下部直通一層商場公共區(qū)域，人流量非常大，故而商場內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的防火尤為重要。鋼結(jié)構(gòu)的防火方法有很多，但常用的有以下三種：（圖32a） :多采用防火涂料緊貼鋼結(jié)構(gòu)的外露表面進(jìn)行噴涂，將鋼構(gòu)件包裹起來。 2空心包裹法（圖32b）:采用石膏板、防火板、蛭石板、硅酸蓋板、珍珠巖板將鋼構(gòu)件整體包裹起來。 （32c）:采用砼將鋼結(jié)構(gòu)直接澆注在其中。 （a）緊貼包裹法 （b）空心包裹法 （c）實(shí)心包裹法 圖32 鋼結(jié)構(gòu)的防火方法 就目前應(yīng)用情況來看，防火涂料是最為流行，也是最為方便靈活的處理方式。凱德天府項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)均采用防火涂料進(jìn)行噴涂處理，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防火涂料受熱膨脹發(fā)泡，在涂料與鋼材之間形成了碳質(zhì)泡沫隔熱層封閉被保護(hù)的物體，延遲熱量與鋼材間的傳遞，阻止鋼結(jié)構(gòu)因溫度升高而造成的強(qiáng)度下降。但需要注意的是，防火涂料的噴涂必須要達(dá)到規(guī)定厚度（大多在5mm左右），否則無法達(dá)到預(yù)期的放火效果。另外，根據(jù)多個(gè)項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工過程發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)施工完畢后，因商場裝修需要，常見在鋼梁上進(jìn)行焊接作業(yè)的情況，不僅影響了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，且由于焊接過程中鋼梁受熱，焊點(diǎn)附近的防火涂料常出現(xiàn)大面積的受熱膨脹空鼓，受到外力時(shí)脫落的現(xiàn)象，完全失去了防火的作用。這就是實(shí)際施工中緊貼包裹法防火處理最大的問題，不僅需要在施工過程中加強(qiáng)質(zhì)量控制，如能有更強(qiáng)附著性的材料或柔性防火材料則更好。根據(jù)成都星辰國際大廈、信托大廈、凱德天府廣場的設(shè)計(jì)情況看，都存在一個(gè)共同的問題，設(shè)計(jì)時(shí)都對鋼結(jié)構(gòu)的防火處理考慮周到，但整個(gè)結(jié)構(gòu)底部布滿的壓型鋼板卻未作任何放火處理，因壓型鋼板在樓板上實(shí)際也起到較大承載樓板荷載的作用，故而其也應(yīng)做防火處理，以使整體結(jié)構(gòu)達(dá)到更加穩(wěn)定的耐火效果。四、防火分區(qū)與安全通道的設(shè)置.除了對主體結(jié)構(gòu)本身的防火處理以延長耐火時(shí)間外，更為直接有效的措施就是通過結(jié)構(gòu)分割對空間進(jìn)行劃分，形成許多獨(dú)立的防火分區(qū)，以阻止火勢的蔓延。（一） 防火分區(qū)防火分區(qū)是指通過各種防火分隔措施劃分出的、能在一定時(shí)間內(nèi)阻止火勢向其他部位蔓延的局部區(qū)域，一般通過防火墻、防火卷簾、防火閥、防火門等設(shè)施達(dá)到設(shè)計(jì)需求。防火墻是由不燃材料制成，直接設(shè)置在建筑物基礎(chǔ)上或鋼筋混凝土框架上，具有耐火性的墻。防火墻的耐火極限，目前《建規(guī)》規(guī)定是4小時(shí)，《高規(guī)》的規(guī)定為3小時(shí)；防火門:是一種特制的，在一定的時(shí)間內(nèi)，能耐火、隔熱的門，根據(jù)其材料不同可分為鋼制防火門、木質(zhì)防火門、復(fù)合材料防火門三種。按耐火極限可分為甲級防火門（）、乙級防火門（）、丙級防火門（）。防火門通常作為防火分隔墻、樓梯間、管道井等部位的防火分隔措施。防火卷簾，這種卷簾，在一定時(shí)間內(nèi)能耐火。它通常用在設(shè)防火墻有困難的自動(dòng)扶梯、中庭等開口部位，起隔火、隔熱作用；防火閥和排煙防火閥。防火閥安裝在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)、回風(fēng)管道上，平時(shí)處于開啟狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)，當(dāng)管道內(nèi)氣體溫度達(dá)到70℃時(shí)關(guān)閉，在一定時(shí)間內(nèi)能滿足耐火要求，起隔煙阻火作用。排煙防火閥安裝在排煙系統(tǒng)管道上，當(dāng)管道內(nèi)氣體溫度達(dá)到280℃時(shí)，自行關(guān)閉，起阻火隔煙作用。這里我們重點(diǎn)說明一下防火卷簾門。在現(xiàn)代大型建筑，尤其是大型商業(yè)體，為了滿足開敞大空間的視覺效果，通過傳統(tǒng)的防火墻、防火門通常無法滿足需求，防火卷簾門就有了其明顯的優(yōu)勢。防火卷簾又分為氣霧式鋼質(zhì)防火卷簾和無機(jī)復(fù)合雙軌雙簾。鋼制卷簾外觀雖整潔美觀，但因其存在單體跨度小、高