钢结构的防火要求应根据建筑物的耐火等级确定耐火极限。使钢结构失去承载能力的温度称为临界温度。耐火极限即钢结构从受火作用到达到临界温度所需要的时间,它与钢构件的吸热程度、传热速度和表面积大小等因素有关。无保护的钢结构的耐火极限为0.5h,因此,钢结构必须进行防火处理。钢结构的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016—2018)的要求。

钢结构的防火措施主要有3种:喷涂防火覆面材料、用防火板材围护钢结构构件以及用水喷淋系统进行防护。水喷淋系统是一种最有效的防火方法,但造价较贵,一般用于钢结构的公共建筑和人流密集、对人身安全威胁较大的场合。这里主要介绍用防火覆面材料和防火板围护的方法。

防火材料应选择绝热性好,具有一定抗冲击能力,能牢固地附着在构件表面上,又不腐蚀钢材,且经国家检测机构检测合格的钢结构防火涂料或不燃性板型材。

钢结构的防火方法主要有以下几种:

(1)外包层

钢结构的防火外包层一般可用混凝土现浇成型,也可采用喷涂防火材料或围护防火板材等形式。现浇的实体混凝土外包层通常可用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝并保证外壳强度。另外,也可以在钢结构表面涂抹砂浆形成保护层。防火保护层的厚度应直接采用实际构件的耐火试验数据。当构件的截面形状和尺寸与试验标准构件不同时,应按《钢结构防火涂料应用技术规范》(CECS24:90)的方法推算保护层厚度。当采用黏结强度小于0.05 MPa的钢结构防火涂料时,涂层内应设置与钢构件相连的钢丝网。

(2)膨胀材料

膨胀材料一般为涂层,在常温下十分稳定,受火后起泡、膨胀数十倍,并形成隔热性极佳的碳化层,其耐火极限可以达30min以上。施工时,要先进行除锈、涂防锈漆等防腐措施,然后涂刷防火涂料,最后涂刷外保护层。(www.daowen.com)

常用的膨胀涂料有:

①TN-LF钢结构膨胀防火涂料。该涂料为水溶性有机与无机相结合的乳胶膨胀防火涂料,不含石棉,遇火时能迅速膨胀5～10倍,形成一层较结实的防火隔热层。当涂层厚度为4mm时,耐火时间在1.5h以上,可用于各类钢结构中。

②GJ-1型钢结构薄层膨胀防火涂料。该涂料涂层薄而耐火极限高,其4mm厚的涂层就相当于厚浆型防火涂料30mm的耐火极限,主要用于大型工字钢、角钢和网架等各种主要承重构件的防火。

③MG-10钢结构防火涂料。该涂料为水性厚浆型双组分防火涂料,遇火膨胀,以隔挡高温火焰对基材的烧蚀。外释气体及烟雾少,无毒性,适用于钢结构建筑物及钢构件的防火保护。

(3)充水(水套)

空心型钢组成的钢结构内充水是防火的有效措施,这种方法能使钢结构在火灾时保持较低的温度。水在构件内循环,受热的水可经冷却后再循环,或由支管引入冷水进行循环。这种方法在国外已用在钢柱子的保护上。