浅谈防火板在钢结构建筑中的应用

浅谈防火板在钢结构建筑中的应用

摘  要：根据钢结构住宅的建筑特点，火灾是钢结构建筑主要的安全隐患，本文提出了包敷法和喷涂法是钢结构防火最普遍的解决措施，以及如何确定钢结构的耐火等级，并以工程实例说明GF防火板对钢结构防火的重要作用及施工工艺。
关键词：防火板；钢结构；建筑应用
        1 概述
        1．1随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，其中钢材是普遍采用的一种。而以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，探讨现代钢结构建筑具有重要的意义和价值。
        1．2我国近20年来，钢结构广泛应用于土木工程的公共建筑中，比如北京的奥运场馆、滨洲的国际会展中心等，我国目前钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益增多，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。
        2 钢结构住宅的建筑特点
        2．1预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；使工期能够缩短40％以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。
        2．2钢结构建筑能够满足高度和跨度的要求钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。
        2．3原材料可以循环使用，有助于节能环保和可持续发展发展钢结构对于资源、能源都非常短缺的我国意义尤为重大，钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值。
        3 钢结构中建筑设计的防火问题
        火灾是对钢结构建筑的最大危害。钢结构建筑的梁、柱是建筑的骨架，它的安全性直接关系到整幢建筑的安全，它们大都采用钢材，钢材虽然是不燃材料，但其耐火性能很差，随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。
        《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》所规定的建筑结构构件耐火极限来确定的。钢结构整体的耐火极限可按该建筑中所有构件的耐火极限的最大值确定。当确定钢结构构件的耐火极限时，应着重考虑以下因素：见表1。 
  
         
        4 钢结构建筑防火措施及施工方法
        建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决，而在钢结构建筑上则需考虑更多的因素，以下为两种常用防火措施：一是采用包敷法，包敷法是采用砖、混凝土、硅钙板等材料将钢结构包裹，从而形成保护层，提高构件耐火极限；二是采用喷涂法，根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料。就是在钢结构表面涂上一层防火涂料，形成一个保护膜，从而提高建筑构件的耐火极限，它有厚型和薄型之分，不同厚度的涂层其耐火极限不同。
        4．1 GF防火板。新型防火板GF-1100超级硅酸钙防火板（后文简称GF防火板）在钢结构建筑防火技术的施工与应用。此种防火技术是由莱钢建设有限公司与莱州明发隔热材料有限公司合作开发的新型钢结构建筑防火技术。
        （1）GF防火板主要成分。GF防火板以CaO和SiO2为主要原料，经高温高压化学反应．配以增强纤维和无机辅料。（2）防火板-GF板制法及装置。GF防火板的制法及装置，其要点是按要求制备料桨在胶化罐中于80~140℃保持3~30h，进行胶化反映，将所得料浆输入制板机，制成板材。再将板材进行蒸养、干燥、切磨加工为成品。（3）GF防火板的性能：GF防火板为无机不燃板材，属于半永久性材料，它具有耐热温度高、绝热性能强、容重低、比强度高、耐久性好等优良特性。最高使用温度可达1100℃，在高温及火灾条件下不产生有毒气体，是绿色环保建材。
        表2 
         

        4．2钢结构住宅防火施工工艺。在这里以山东莱钢建设有限公司开发的即墨德馨园小高层工程为实例介绍GF板在        实际生产过程中的应用，即墨德馨园小高层工程为建设部科技示范工程，由八栋单体住宅楼组成，总建筑面积为61809m2，用钢量2456吨。本工程是以住宅为主。主体结构高度52．39米地上十五层加两层跃层，地下一层。
        本工程主体采用钢结构设计，基础采用混凝土筏板基础。主体为钢框架-剪力墙结构体系，梁为热轧H型钢梁，支撑柱采用焊接螺旋钢管。
        根据设计要求，即墨德馨园主体结构设计耐火等级为二级，即梁耐火极限1．5h；柱耐火极限2h。该工程采用GF防火板20mm厚（耐火极限2h）和25mm厚（耐火极限3h），完全可以满足防火设计要求。
        4．2．1 GF防火板运用在钢梁的安装方法。钢梁采用20mm厚GF防火板。在需要进行防火保护的钢梁上确定好龙骨的安装位置及下料尺寸，并按尺寸将龙骨裁好将高温粘接粉与胶配置成高温粘接剂，将龙骨与钢梁的接触面涂上高温粘接剂，然后将其粘接于钢粱上（见图1）。

        待高温粘接剂凝固后，可以根据钢梁的尺寸裁好GF防火板，用气排钉（T50）将裁好的GF防火板固定在龙骨上。
        4．2．2 GF防火板运用在钢柱的安装方法钢柱采用25mm厚GF防火板。确定竖龙骨的位置（龙骨用C75轻钢龙骨），并做好标记。靠墙的竖龙骨用钢钉直接固定于墙面上，不靠墙龙骨用钢钉固定于上下楼板之间。依据固定好的竖龙骨确定横龙骨（C50轻钢龙骨）的尺寸，横龙骨间距不大于500mm，横龙骨与竖龙骨之间的连接用铆钉连接（见图2）。依据固定好的龙骨尺寸确定GF防火板尺寸并下料，用气排钉（T50）将裁好的GF防火板固定于龙骨上。
        5 结沦
        （1）采用GF防火板对钢结构进行保护以提高其耐火等级是-种简便易行的理想措施。（2）GF防火板既是优良的防火材料，同时又是一种装饰材料，可弥补钢梁、柱安装的位移偏差，提高厂室内装饰的美观性。（3）GF防火板表面可直接进行喷涂、粘贴等内装饰，满足了不同部位的装饰要求。

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