建筑钢结构防火设计规范及要点

建筑钢结构防火设计规范及要点

郜雨 魏晓光

中国建筑第八工程局有限公司 江苏省苏州市 215000

摘要：在建筑结构设计时，科学合理地应用钢结构设计方案，极大地提升了建筑行业的整体水平，为建筑结构设计提供了更多的设计思路。同时钢结构的施工可以实现节能降耗，推动了建筑绿色设计理念的发展，有效提高了建筑的施工质量与效益。随着《建筑钢结构防火技术规范》(GB51249—2017)、《钢结构防火涂料》(GB14907—2018)等新规范的发布与施行以及相关协会或团体标准的修订，钢结构防火设计方法发生了重大变化，由经验设计方法转变为基于结构构件耐火极限验算的量化设计方法。对国内现行钢结构防火设计相关的规范体系进行了梳理，并介绍了典型钢结构防火设计方法和流程。

关键词：建筑钢结构；钢结构防火设计；规范及要点

引言

从钢结构建筑的历史来看，在19世纪初建筑物的用途中获得了非常好的成果。随着结构力学理论和实验相结合的静力学系统的建立，锻造铁钢的普及，钢结构建筑也迎来了新的时代。这些建筑物到今天为止还保持着各自的功能并完全能够使用，钢结构在建筑工程中起着越来越重要的作用。特别是1985年，建成了中国第一座超高层建筑“深圳开发中心大楼”。本文主要介绍了钢结构的特征和防火的重要性。钢结构防火设计的关键在于正确确定火灾危险度和耐火性等级，合理确定火灾范围。加强自动洒水系统和烟气排放对策，充分考虑人们的避难问题，以此形成钢结构物的正确防火对策。适当的防火方法和良好的施工材料质量，是钢构造物防火保证最好的方法。

1建筑钢结构防火设计概述

钢结构由于设计的多变性具有结构的多样性，即钢结构设计的稳定性控制，在结构受力的核心区域进行设计时，需要依旧设计的稳定性对钢结构的技术方案进行一定的优化改善，让集中受压力的区域可以进行合理的分散，进而提高钢结构的整体稳定性。钢结构具有很强的相关性，即在建筑结构组装施工时，不同项目的钢结构需要进行对接，若是其中1个构件出现了质量缺陷，则相关的钢结构整体则会受到影响，进而降低了钢结构的整体施工安全性与可靠性。钢结构在设计时具有一定的整体性，因为钢结构是由多个构件组合而成的整体，因此每个构件的设计加工质量都会影响到结构的整体可靠性，为此需要对每个构件的设计进行精准控制。

2建筑钢结构防火设计现状

2.1疏散宽度设计不合理

建筑结构本身比较特殊，在钢结构设计的过程中，存在很多的问题，可能会导致火灾灾害上升的情况。设计人员在展厅设计的时候，要优化现有结构，在展厅的楼梯间设计的时候，疏散通道，提升疏散出口的质量。等到楼梯间设置之后，进行安全检查，如果存在不符合安全设计要求的现象，需要在现有基础上优化设计，避免出现设计误差。

2.2主体建筑高度设计不符合

要求在当前的主体建筑大楼设计阶段，设计人员需要提前测量中庭高度，依据现有的防火规范要求实施。此外对防火机械和设施的进行管控，参照国外先进的工程经验，采取现金的防火设施和操作方式，建立完善的操作章程，明确具体的设计要求，并且将其落实。

2.3建筑结构主体效益差

主体防火设计一直是重点和关键，但是在设计中也称为设计难点所在，要求相关人员严格按照防火的基本设计要求落实。由于建筑结构的空间复杂，结合防火要求进行火灾烟雾的模拟设计，保证及时完成补风量的控制，可依据实际要求对补风量管控。

3建筑钢结构防火设计规范要点优化

3.1对钢结构喷涂发泡防火漆，进行外包防火层保护

发泡防火漆是一类常见的防火涂料，它的组成成分包括几种不同的材料，包括成膜剂、发泡剂。虽然发泡防火漆也是油漆的一种，但是它与一般的油漆并不相同。当钢结构被涂上一层发泡防火漆后，钢结构表面会产生一层漆膜。这层漆膜不容易进行燃烧。因此当火灾发生时，其可以通过减慢可燃物的燃烧速度，来阻止火势的蔓延，为灭火争取到更多的时间，避免更大的损失。并且在防火设计中，也要根据不同的钢结构，使用不同的方法，例如现浇成型法、表面喷涂法。拿第一种方法来说，首先要按照比例对混凝土进行调配，提高其压实度。然后对钢结构表面进行二次处理。再处理的目的是为了增强钢结构外层的强度。通过利用一些材料进行加固，避免混凝土产生破裂。一旦出现质量问题，混凝土就不能发挥其原有的作用。就第二种方法而言，不同于现浇成型法，而是通过对钢结构表面涂抹能够增强强度的材料，比如说石灰水、石膏砂。在涂抹过程中添加一些珍珠岩、石棉，效果会更好。

3.2常用防火保护措施及构造

常用的钢结构防火保护措施主要有喷涂防火涂料、包覆防火板、包覆柔性毡状隔热材料或外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑气体。其中，喷涂或抹涂防火涂料是最为常见的防火保护方式之一。除防火砂浆外，传统的防火涂料可以分为非膨胀型(原厚型)和膨胀型(原薄型和超薄型)两种，另外按使用场所可以分为室内防火涂料和室外防火涂料，按分散介质分为水基性钢结构防火涂料和溶剂性钢结构防火涂料。

3.3钢结构防腐设计优化

钢结构在使用过程中腐蚀问题影响非常大，在电化学腐蚀与物理腐蚀的交互下，钢材的质量与性能不断下降，严重地影响了建筑结构的稳定性与安全性。为杜绝相关问题的发生，在钢结构设计时则需要侧重防腐设计工作。目前在钢结构防腐设计时，主要采取特种防腐漆料的涂抹，在防腐漆料的凝固下，可在钢材的表面形成一层致密的保护层，避免水分、氧气、酸性物质与钢材进行直接接触，确保钢结构的防腐工作效果。在防腐工作开展时，不仅需要在设计生产阶段进行处理，同时需要进行有效的保养与维护，确保防腐涂料的性能。我国市场的钢材料进行防腐处理，主要分为永久性涂装与半永久性涂装，为了确保防腐钢结构的应用质量与安全，相关技术人员需要对建筑项目所在区域的外界环境进行调研，进而科学合理地制订防腐技术方案并选择相适宜的钢材，确保建筑项目建设的可靠性与安全性。

3.4选用恰当的防火方法、材料

钢结构的有效保护是将钢结构的耐火极限增加到钢结构承载值当中，防止火灾发生时钢材结构会出现变形、崩塌的现象。现在一般使用的是在钢材表面设置保护材料层。可以有效提高钢构造物的耐火性，确保钢构造物的安全性。在使用阻燃涂料时，要注意防火涂层和下部防锈涂层的匹配，防止防锈涂层产生的化学反应，不影响防锈效果和防火效果。但是，为了追求经济利益，有些建设单位会用阻燃涂层产品制作的粗糙的产品。有些项目是用阻燃涂料涂饰的，但不能起到防火的作用。因此，必须严格管理材料的质量，在施工工程中认真负责，加强监督，确保施工质量。为了加强职员的防火意识，还可以进行相关火灾预防知识的教育和训练，减少火灾事故的发生，职员内部制定必要的火灾预防紧急计划。

结束语

结合建筑钢结构防火设计相关新规范的施行和设计计算要求，本文对建筑防火设计相关的规范和基于结构耐火承载力极限状态验算的钢结构防火设计方法进行基本了介绍，并重点介绍了基于耐火验算的钢结构防火设计流程和设计要点。

参考文献

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［2］周晓勇．装配式建筑钢结构防火保护技术研究［J］．城市建设理论研究，2019(10):98-101．

［3］毛俊宇．《建筑钢结构防火技术规范》解读及应用［J］．江西建材，2020(4):185-186，．