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为什么钢结构怕火,建筑防火还是要用它?

时间:2021-01-22 14:43:25

随着人类社会受到全球气候变暖的影响。近些年来,国家在建筑行业方面对环保的要求越来越严格了。


国家大力提倡低碳出行,企业绿色可持续发展的模式,甚至对相关行业进行政策支持。在这个大环境下,钢结构行业因为具有建造快安装快材料可循环利用的特性而受到政府扶持发展,在各种领域里被广泛的应用。


防火设计作为建筑设计的一项重要内容,密切影响着建筑设计的完整性。


通过合理的防火设计,不仅可以优化建筑的空间结构,也能帮助人们在遭遇火灾时有足够的时间撤离现场。



钢结构的缺点

钢材强度高、延性好,可场内加工,但钢材导热快,材料性能受温度影响明显。


在着火情况下,虽然钢结构着火点很高,但其会在500摄氏度左右强度和刚度大部分流失而易导致结构瞬间崩塌,而这个温度在火情中是很寻常的。


在实际火灾中,荷载不变的情况下, 钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右,而一般火场温度会达到800℃~1000℃,且钢结构导热快,很容易在高温下全截面温度上升,出现塑性变形,产生局部破坏,造成整体倒塌失效。


美国的911袭击中,世贸大楼因为飞机碰撞后引起大火,大火使得钢梁强度迅速减弱失去承载力,使得上部构件向下塌陷而**垮塌。造成了大量的人员伤亡。


钢结构现行防火设计措施

钢材本身虽属于不燃物,但钢材的材料性能受温度影响大,在250℃,钢材的冲击韧性下降,超过300℃,屈服点与极限强度显著下降。


钢结构中根据防火原理不同,其防火措施可分阻热法和水冷却法。


阻热法

通过在钢材外围喷涂防火材料或外包耐火材料,使火灾发生时钢材外能形成或具备隔热保护层,以提高钢材的耐火极限。


水冷却法

水比热容较大,能够吸收大量的热,当火灾发生时候,可以依靠在钢结构上部布置的喷淋系统在钢结构表面形成水膜,水膜吸收热量蒸发以延缓钢材达到失去静态平衡稳定性的临界温度。


除此之外,对于空心的钢结构,可向内充入含阻锈剂和防冻剂的水,火灾时通过水在钢结构内的循环,吸收热量,使钢材在火灾中保持较低温度,避免高温失效破坏。



钢结构引发思考

基于能给建筑中的人员更有效的预警信号和更多的逃离时间这一点,结合目前工业互联网2.0智慧城市对于创造美好城市、对民生环保公共安全等智能响应的概念,引发新的思考。


结构设计中引入其他元素,进行信息技术智能应用、人智慧参与、以人为本、可持续发展,给建筑结构赋能。


万物互联,钢是导体,想象我们在钢连接链路中引入断路报警,当钢结构局部因为火灾被破坏时,触发报警。


针对钢构件局部温度变化感知,在钢结构表面引入热敏报警,当钢结构钢材因为火灾温度变化上升至**程度时,热敏探测单元立刻报警反应。


通过传感器和探测器实现这两种报警外,还可再通过信息与火灾消防报警联动来实现更快速的报警。


那么,建筑具备对公共安全的智能响应也更准确有效。


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来源:今日头条

链接:https://www.toutiao.com/a6868153528309776899/

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