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建筑构造的防火探讨

   建筑构造防火设计的目的就是通过采用巧妙的约束力去抵抗外部作用荷载对构件的逐步破坏和充分利用结构的耐火性能来抵抗结构的过大挠曲和断裂。因此,一个好的结构设计和细部构造处理可以不花任何特殊代价去抵抗规定耐火极限中可能出现的构件破坏。

  一、钢筋混凝土楼板和粱

  对于钢筋混凝十楼板和梁,应确保沿其截面不出现敏感的薄弱点。在两构件之间存在着一段用“销”连接的截面。假如在“销连接”部位未配有能使构建形成一个整体的钢筋,则此构件是非常危险的,确切地说,在板和梁的迎火面部应该没有钢筋。

  同时,要注意梁的翼缘太细长或腹壁太薄都会影响构件的耐火性能。对构件正截面温度变化的研究表明,最热的部位是凸角部位,并且,温度更容易击坏细长型的构件。

  二、柱牛腿

  柱牛腿是承重结构中较重要的部位,主要承受较大的竖向荷载和水平荷载,其凸角处混凝土是最易破碎和爆裂的部位,因此在没有任何附加保护的情况下,设计时用一些主筋去保护混凝土的各个棱角边,以延长牛腿的耐火极限,提高结构的安全性。

  牛腿中应存在一个“凹榫”,其作用是为了用来确保牛腿的端头不直接受荷。牛腿内焊点处的钢筋应该锚固到大直径的钢筋上,而箍筋或拉筋应是封闭的。

  三、构件支座部位的上部钢筋

  在构件支座部位,上部钢筋的作用是将两个构件形成一个能传递内力的连续整体,而在火灾期间,这些上部钢筋手动火的影响较小。为了避免由于高温而导致钢筋粘结力的丧失,应该将直形的钢筋做成吊钩、弯钩或机械锚固的型式。

  四、外墙板与楼板连接处的防火构造作法

  在火灾期间,外墙板在热荷载的作用下要向外产生变形,而与此同时楼板将向下产生变形,这势必在外墙板与楼板端头连接处出现一条可使火苗和烟气通过的空隙。因此外墙板与楼板连接处的防火构造的关键是要在其连接处形成一道防火渗透的屏幕。

  例如:若用一个预埋销钉使墙板与楼板连接起来,并用填充料进行弹性连接。填充料可以是一般的绝缘抗压材料,如岩棉、石棉等,这种构造将不允许墙朝外边水平位移,但允许楼板朝下变形0.05m;若用构造钢筋将楼板与墙板连接起来,并辅以填充料。则将不允许构件在任何方向发生位移。

  五、吊顶的耐火构造

  吊顶耐火极限一般都较低,因为大量的建筑物吊顶都采用了胶合板、装潢吸音板、纤维板、钙塑板、铝塑板、石棉板等作材料,这些材料的燃烧性能和耐火极限都难于达到一、二级耐火等级建筑物对构件的要求。吊顶的背面多用易燃的木龙骨或木板条.即使采用了不燃的钢龙骨,其耐火能力也非常差,耐火极限在3min以内。同时,吊顶上往往密布电线或通风、空调设备管道,起火因素较多,因此吊顶常常成为火灾蔓延的途径。

  提高吊顶耐火性能的关键是要选用耐火极限不低于0.25h的非燃烧体或难燃烧体。吊顶的构造可采用在T型钢龙骨下连接玻璃纤维板或矿棉纤维吸音板,也可在钢龙骨下连接薄铝板,其下连接厚矿棉纤维吸音板。试验证明,在钢梁温度达400℃时,3.18cm×2.54cmT型钢龙骨下连接1.6cm厚玻璃纤维板,吊顶的完整性达2.lh。3.18cm×3.81cmT型钢龙骨下连接l .9cm厚石棉纤维板,吊顶的完整性达4h。

  六、门、窗的耐火构造

  为了减少火灾在建筑物内蔓延,不论民用或工业建筑,门、窗的耐火构造均应达到一定的要求。

  防火门的构造,常用的有这样几种:

  1、在木板内填充不燃烧材料,如在门扇内可填充岩棉、硅酸铝纤维,也可填充矿棉板或无机轻体板等,其耐火极限最低为0.6h,可达到乙级防火门的要求。随着门的截面尺寸的增大,对于同样的填充材料,门的耐火极限将延长。

  2、木板铁皮防火门。其具体做法为木板外包镀锌铁皮,或用双层木板,中间夹石棉板,外包镀锌铁皮;也可用双层木板,或双层石棉板,外包镀锌铁,其耐火极限最低为1.2h,可达到甲级防火门的要求。

  3、骨架填充防火门。可用木骨架或薄壁型钢骨架,内填矿棉,外包镀锌铁皮或薄钢板。

  4、型钢金属防火门。可用型钢做门框,外包1mm厚的薄钢板,内填充硅酸铝纤维或岩棉,其耐火极限最低为0.6h。

  一般说来,普通门窗中木窗、钢窗或铝合金窗较普遍。木窗的耐火性能很差,钢窗或铝合金窗虽不燃烧但高温下极易变形破坏,普遍玻璃在受热后也会炸裂。因此防火窗必须采用单层或双层钢窗镶嵌铅丝玻璃或防火玻璃,其耐火极限可达0.7—1.2h。

  防火玻璃的制造方法主要是在两片或两片以上的普通平板玻璃之中放入透明的阻燃胶粘剂,受热时,胶粘剂热胀发泡,逐渐由透明物质转变为不透明的多孔物质,形成很厚的防火隔热层,防止烟和火焰的渗透,达到防火隔热作用。

  七、附加保护层

  为了提高钢筋混凝土构件的耐火性能,常用的方法是增加钢筋混凝土屋架、梁、板、柱等构件的保护层厚度。因为对于该类构件来说,其耐火能力主要取决于钢筋在高温下的性能变化,保护层的加厚使得钢筋升温减缓,徐变和强度下降推迟,耐火极限值随保护层厚度的增大近似直线的增加。

  为了提高钢结构的耐火性能,常在钢结构表面做耐火保护层。其具体做法是在敷有钢丝网的钢结构外面浇注混凝土,或用轻质预制板如轻质混凝土板、泡沫混凝土板、硅酸钙成型板及石棉成型板等包覆在钢构件表面,板间采用钉合及粘合。

  目前,也常用高效绝热材料涂覆在钢构件或混凝土构件上。高效绝热材料有以水泥、石膏等作为粘结剂,以膨胀蛭石、珍珠岩等作为粗骨料附加辅助剂制成的喷涂材料,或用矿物纤维如岩棉、矿渣棉等与水泥的混合物构成的喷涂材料,用特殊的喷枪将涂料直接喷在构件上,形成一层海绵状的覆盖层。试验证明,其耐火极限可达1—6h。

  近几年,随着建材工业的迅速发展,各种耐火、隔热、轻质、高强的防火涂料不断涌现,为提高混凝土结构、钢结构的耐火性能提供了新的方法和途径。防火涂料的防火原理有三个:一是涂层对基材起屏蔽作用,使构件不至于直接暴露在高温中;二是涂层吸热后,部分物质分解释放出水蒸气或其他不燃气体,起到消耗热量、降低火焰温度和燃烧速度的作用;三是涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层,阻止了热量迅速向基材传递,从而提高了构件的耐火极限。

  常用的防火涂料品种有TN - LG钢结构防火隔热涂料,这是以改性无机高温粘合剂配以膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等材料和化学助剂合成的一种防火保护喷涂材料。TN - 106预应力混凝土防火涂料克服了预应力混凝土楼板只有0.5h耐火极限的不足,以其容重轻、防火隔热性能突出、耐老化性能好的特点,受到推广应用。在预应力混凝土楼板表面喷涂5mm厚的TN - 106涂料,楼板的耐火极限可达2h左右。

  常用的防火涂料品种还有TN -LB钢结构膨胀防火材料、ST -I型高温防火隔热涂料、SFT - I型水溶性防火涂料等。它们都具有良好的防火隔热效果。


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    jasonhiphoop

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  • 简介:一壶清茶论防火~!!!

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