第六講高層鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)6.1高層鋼結(jié)構(gòu)的防火技術(shù)6.1.1建筑物的耐火等級(jí)與構(gòu)件的耐火極限6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.2高層鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)6.2.1防腐方法6.2.2涂料品種的選擇6.2.3涂層結(jié)構(gòu)和涂層厚度設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.2.4除銹方法選擇與除銹等級(jí)確定

建筑用鋼材，在高溫下強(qiáng)度降低，溫度達(dá)400℃時(shí)屈服現(xiàn)象消失，強(qiáng)度明顯降低，當(dāng)溫度450～500℃時(shí)，鋼材內(nèi)部再結(jié)晶，強(qiáng)度急劇下降。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)溫度可達(dá)900～1000℃，未加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)耐火極限一般在0.25h左右。所以，必須采用防火保護(hù)措施，使建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的耐火極限。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)應(yīng)符合：

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-1995）

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ16-1987）《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-1998）中部分相關(guān)條款6.1高層鋼結(jié)構(gòu)的防火技術(shù)為保證人員安全離開火場的必要時(shí)間，以減少傷亡，并爭取建筑主體火災(zāi)之后基本保持完整以減少損失，高層建筑應(yīng)具有一定的耐火能力。我國《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-1995）根據(jù)建筑的使用性質(zhì)、火災(zāi)的危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度將建筑分為以下兩類，見表6-1。6.1.1建筑物的耐火等級(jí)與構(gòu)件的耐火極限表6-1建筑物分類

6.1.1建筑物的耐火等級(jí)與構(gòu)件的耐火極限名稱一類二類居住建筑高層住宅19層及19層以上普通住宅10～18層的普通住宅公共建筑醫(yī)院、百貨樓、展覽樓、財(cái)政金融樓、電信樓、廣播樓、省級(jí)郵政樓、高級(jí)旅館重要的辦公樓、科研樓、圖書館、檔案樓建筑高度超過50m的教學(xué)樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、圖書樓、檔案樓等建筑高度不超過50m的教學(xué)樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、圖書樓、檔案樓；省級(jí)以下的郵政樓等建筑物的耐火等級(jí)：根據(jù)建筑的使用性質(zhì)、重要程度、規(guī)模大小、層數(shù)多少和火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行分級(jí)。我國劃分為四個(gè)等級(jí)。一類高層建筑的耐火等級(jí)為一級(jí)，二類則不能低于二級(jí)。與高層主體相連的附屬部分可為二級(jí)，地下室均為一級(jí)。建筑構(gòu)件的耐火等級(jí)：

建筑物是由建筑構(gòu)件所組成，因此建筑物的耐火等級(jí)是確定建筑構(gòu)件耐火等級(jí)（以小時(shí)計(jì)）的依據(jù)。我國規(guī)范對(duì)建筑物各構(gòu)件的耐火等級(jí)和燃燒性能分別作出規(guī)定，《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-1998）給出以下規(guī)定值，表6-2。6.1.1建筑物的耐火等級(jí)與構(gòu)件的耐火極限6.1.1建筑物的耐火等級(jí)與構(gòu)件的耐火極限表6-2建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限1.防火保護(hù)材料的類型常用的防火保護(hù)材料有：防火涂料、不燃性防火板材、水溶液和混凝土保護(hù)層等。1）防火涂料：專門用于噴涂鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層，以提高結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)的一種耐火材料。品種較多，通常根據(jù)高溫下涂層變化情況分為膨脹型和非膨脹型兩大系列。膨脹型防火涂料：又稱薄涂型防火涂料，厚度一般為2～7mm，基料為有機(jī)樹脂，遇火后會(huì)發(fā)泡膨脹，形成比原涂料層厚度大幾十倍到數(shù)十倍的多孔碳質(zhì)層，阻擋外部熱源傳熱，用于鋼結(jié)構(gòu)防火，耐火極限可達(dá)0.5～1.5h，表6-3。6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

非膨脹型防火涂料：主要為無機(jī)絕熱材料，遇火不膨脹，自身具有良好的隔熱性，又稱隔熱性防火涂料、厚涂型防火涂料，厚度從8～50mm，耐火極限可達(dá)3h。由于高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限在1.5h以上，所以應(yīng)該選用厚涂型防火涂料。2）不燃性防火板材：包括硬質(zhì)板材和軟質(zhì)板材兩類。硬質(zhì)防火板材有石膏板、水泥蛭石板、硅酸鈣板珍珠巖棉板等；軟質(zhì)防火板材有硅酸鋁棉氈、巖棉氈、玻璃棉氈等。6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)耐火性能防火涂料類別有機(jī)薄涂型無機(jī)厚涂型涂層厚度/mm35.571520304050耐火極限/h0.51.01.51.01.52.02.53.0表6-3鋼結(jié)構(gòu)防火涂層厚度與耐火極限2.防火保護(hù)材料的選用原則根據(jù)防火要求、施工技術(shù)條件和防火材料供應(yīng)選用合適的防火材料，其原則是：良好的絕熱性，導(dǎo)熱系數(shù)低或熱容量大；使用、火災(zāi)期間不開裂、不脫落，本身具有一定的強(qiáng)度和抗沖擊能力，粘結(jié)強(qiáng)度大或固定牢靠；不腐蝕鋼材，呈堿性且捋離子含量低；不含危害人體健康的石棉等物質(zhì)；各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)需經(jīng)國家檢測機(jī)構(gòu)檢測合格。6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.防火保護(hù)層厚度的確定當(dāng)選用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其涂層厚度可根據(jù)建筑構(gòu)件的耐火極限按表6-3確定；當(dāng)選用其它防火材料使，宜直接根據(jù)構(gòu)件的耐火試驗(yàn)數(shù)據(jù)，或按照《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-1998）規(guī)定計(jì)算。1）梁、柱等構(gòu)件的防火保護(hù)厚度當(dāng)構(gòu)件的截面形狀和尺寸與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件不同時(shí)，取（6-1）、（6-2）式較大值：我國現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)條件》（CECS24-1990）推薦的公式為（6-1）：

6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（6-1）式中，——實(shí)際構(gòu)件的防火保護(hù)層厚度；

——鋼梁單位長度的重量；

——鋼梁防火涂層接觸面周長；

——系數(shù)，對(duì)于鋼梁取1.0，對(duì)相應(yīng)樓層的鋼柱取1.25，下標(biāo)1、2分別代表實(shí)際鋼梁和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)鋼梁。

6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)歐共體的相關(guān)規(guī)范推薦計(jì)算防火保護(hù)層厚度（僅適用于厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和不燃性防火板材保護(hù)的熱軋非組合構(gòu)件）計(jì)算公式（6-2）：（6-2）式中，——構(gòu)件的耐火極限；

——鋼材的臨界溫度，由荷載等級(jí)

查表6-4而得；為欠載系數(shù)，查表6-5所得；為作用效應(yīng)；為構(gòu)件在室溫下的最大承載力，梁應(yīng)為室溫下的截面全塑性彎矩，柱應(yīng)為室溫下的臨界屈曲荷載；

——厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料或不燃性板型材的導(dǎo)熱系數(shù)，以實(shí)測值為準(zhǔn)，或按表6-6采用；

——構(gòu)件的截面系數(shù)，等于周長/面積，或面積/體積，按照表6-7確定。

6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)表6-4鋼材的臨界溫度6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)表6-5構(gòu)件的欠載系數(shù)表6-6各種防火材料在明火或高溫下的熱物理性質(zhì)6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)表6-7保護(hù)層覆蓋的鋼構(gòu)件的截面系數(shù)6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)當(dāng)保護(hù)層為重型材料或含水材料時(shí)，應(yīng)按下式規(guī)定對(duì)厚度值修正：a）當(dāng)，為重型材料，對(duì)進(jìn)行修正如下式（6-3）：（6-3）式中，——鋼材的比熱容

；

——鋼材的密度；——防火保護(hù)材料的比熱容和密度，取實(shí)測值，或按表6-6、6-8確定。

6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)b）當(dāng)含水保護(hù)材料的溫度達(dá)100℃時(shí)，因水分蒸發(fā)而使構(gòu)件溫度滯后的值可按（6-4）式計(jì)算：（6-4）式中，——防火保護(hù)材料的平衡含水率，取實(shí)測值，或按表6-8確定。

6.1.2防火保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)表6-8各種防火保護(hù)材料的密度和平衡含水率2）討樓板此的防按火保胳護(hù)層懂厚度樓板萌的防竟火保跑護(hù)層震厚度趴，應(yīng)里符合匠下列怎規(guī)定叮：鋼筋芒混凝拉土樓和板的槐最小箱截面型尺寸閱及保呈護(hù)層起厚度懲，可革以從《高層普民用工建筑耕設(shè)計(jì)冤防火貍規(guī)范》（GB攝50瓦04靠5-睬19贈(zèng)95），《建筑塵設(shè)計(jì)點(diǎn)防火割規(guī)范》（GB羊J1綱6-磨19得87）中查命閱相障關(guān)數(shù)專據(jù)。壓型紙鋼板洞與混但凝土宰組合駁樓板禍的保弓護(hù)層慢厚度醒，當(dāng)倍壓型金鋼板米作為承重梁結(jié)構(gòu)時(shí)，可應(yīng)進(jìn)就行防單火保汁護(hù)，碗須滿槽足表6-泉9的要況求，表若僅作雖模板控使用，其句下部困可不笑做防乘火。6.液1.渾2防火南保護(hù)現(xiàn)設(shè)計(jì)借要點(diǎn)4.防火焦保護(hù)堆方法絲式與構(gòu)裂造防火包保護(hù)腹方法揉較多壺，常躲用的菌方法借如下腐：1）噴涂毅法：將防槳火涂障料直銀接噴撿涂于慕構(gòu)件困表面神。特赴點(diǎn)是恩施工暑簡單輛，涂郊料種儲(chǔ)類多繳，用份于梁干、柱守、樓習(xí)板、陸屋蓋燭，不旺足之家處是雕噴涂學(xué)時(shí)污堪染環(huán)化境，造材料憂損耗吵較大誦，裝現(xiàn)飾效附果不漲理想鈔。2）不燃錯(cuò)性防礎(chǔ)火板螺材包鼻覆法滋：采用叼不燃約性防年火板前材包爺覆構(gòu)謝件，乒當(dāng)使棚用硬蹲質(zhì)板社材時(shí)極，可獄采用智粘結(jié)避劑或其緊固疫件固草定圖6-刃1，6-窮2，當(dāng)刊包覆產(chǎn)層數(shù)庫大于12層時(shí)蓋，各相層板善應(yīng)分株別固魯定，蛛板縫裕錯(cuò)開婆，錯(cuò)拘開距艱離不諷宜小扎于40霜0m研m；當(dāng)秋使用恐密度盾較小于的軟濫6.皂1.便2防火妄保護(hù)啞設(shè)計(jì)畏要點(diǎn)6.鴿圖6-參1鋼柱棉用防和火板雁材防將護(hù)圖6-剝2鋼梁前用防燃火板儉材防律護(hù)34）外澆混凝土防護(hù)法：通過現(xiàn)澆混凝土或加氣混凝土，將鋼構(gòu)件包裹在其中，圖6-5。5）水冷卻法：分為兩種，一種是將空心的鋼柱和鋼梁連成管網(wǎng)，內(nèi)裝含有抗凍劑和防銹劑的水溶液，通過水泵或水受熱溫差進(jìn)行水循環(huán)，效果最佳，但難度大，應(yīng)用較少；另一種是采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，一旦火災(zāi)發(fā)生，傳感元件啟動(dòng)，將水噴灑在構(gòu)件表面上，主要適用于鋼屋架的防火保護(hù)，可按國家標(biāo)準(zhǔn)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ84）相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.包1.鋪2防火自保護(hù)怨設(shè)計(jì)漲要點(diǎn)6.艘1.灣2防火暑保護(hù)闖設(shè)計(jì)忙要點(diǎn)圖6-爬3鋼柱其用礦準(zhǔn)棉氈企等包秋裹圖6-舅4鋼絲屯網(wǎng)抹怕灰防帳護(hù)6）使用寧耐火疤鋼：剛鄉(xiāng)豐才冶圣煉時(shí)釋，添毯加一敲定的碌微量肚元素雷來提戲高鋼貌材本領(lǐng)身的所耐火字能力捐，可房誠減少江防火寧保護(hù)臥，增替強(qiáng)鋼搞結(jié)構(gòu)米抗火催災(zāi)破很壞。已可減悼少防爭火涂那層1/怕3以上，某妖些場詢合下頁甚至蜻可以廊取消任防火夕保護(hù)寨，節(jié)鼠約防劇銹維餐護(hù)費(fèi)氣用，駐具有華顯著振的經(jīng)主濟(jì)和牽社會(huì)纖效益扭。6.歉1.土2防火求保護(hù)容設(shè)計(jì)士要點(diǎn)圖6-風(fēng)5鋼柱撕外澆鄙混凝蹤蝶土防網(wǎng)護(hù)鋼材差的耐腐系蝕性獨(dú)差，裸謠露的刪鋼結(jié)百構(gòu)構(gòu)巾件在熱大氣礎(chǔ)環(huán)境轉(zhuǎn)下易杯生銹盲腐蝕稻，導(dǎo)致告構(gòu)件刺截面東減小劍，降幻玉低承航載力啦，影戀響結(jié)甚構(gòu)使銀用壽鍵命，所玩以建離筑鋼柳結(jié)構(gòu)棒中的所有刷鋼結(jié)懸構(gòu)構(gòu)莊件均融應(yīng)進(jìn)矮行防數(shù)銹處葛理，以著保證保其耐痛久性創(chuàng)。6.支2高層拒鋼結(jié)往構(gòu)的斥防腐帆技術(shù)6.默2.截1防腐遠(yuǎn)方法鋼結(jié)海構(gòu)的緞防腐辭方法仇，可饞根據(jù)抗腐填蝕機(jī)逃理分為熔以下遼幾種慮。1）使用市耐候億鋼：在單鋼材伶冶煉架過程箭中，起增加犬合金宗元素齒，使具金屬向表面梅形成準(zhǔn)保護(hù)單層，誤以提拜高鋼攤材的皺抗銹息蝕能勞力，鼠低溫丘沖擊柱任性悶也得福到增旱強(qiáng)。高對(duì)于痰處于蓬強(qiáng)腐左蝕環(huán)怠境中停的建如筑鋼徹結(jié)構(gòu)虹，宜流使用窯耐候健鋼，饞目前冶的使載用標(biāo)親準(zhǔn)為《焊接浙結(jié)構(gòu)域用耐糞候鋼》（GB要/T插41榮72作-2歉00教0）。2）金屬房誠鍍層嗽保護(hù)：在列金屬漢表面閑施加趴鍍層肌，采狠用電輪鍍或潤熱浸橫鍍鋅混等方使法，候提高眉鋼材拜的抗監(jiān)銹蝕編能力背。3）非金鐮屬涂同層保掛護(hù)：在姑鋼材裙表層逼涂以描涂層跡，使抓鋼材紅不受駁空氣叉中的破有害紐奉介質(zhì)昆侵蝕工，是某較常虧用的索方法喇。效拿果好到，價(jià)明格低婦廉，露適應(yīng)列性強(qiáng)付；但郊涂料膽的耐進(jìn)久性拾較差饑需定銳期進(jìn)愧行維瞇修，貴而且閑在刷爺涂料貼之前表需要梨對(duì)鋼范材表礎(chǔ)面進(jìn)吳行徹濤底清疊理，泡花費(fèi)旅人力確、物否力。6.炒2.濫1防腐承方法4）陰極節(jié)保護(hù)：在漲鋼結(jié)趴構(gòu)表希面附催加較華活潑撕的金賺屬取邪代鋼板材的性腐蝕占，主呈要用藝于水具下或姥地下照結(jié)構(gòu)尼。5）構(gòu)造瓶措施：除士采用調(diào)防銹慘措施敲之外景，在塘構(gòu)造取上應(yīng)扎避免喊出現(xiàn)修難于鹽檢查抬、清女理和富刷漆源之處截，以剪及保襯留濕過氣和我塵土鄙的凹曲槽；種閉口柱構(gòu)件閱應(yīng)沿屈全長語和端鋪部焊稀接封凡閉。構(gòu)造訓(xùn)措施按雖然叮不能畏直接脹防銹始，但府給鋼捕結(jié)構(gòu)糖提供閃了一虎個(gè)良論好的歪環(huán)境忘，減午緩鋼疾結(jié)構(gòu)姥的銹轎蝕速翅度，網(wǎng)在設(shè)員計(jì)過瓜程中件不容蹲忽視登。6.趙2.蠅2涂料害品種專的選挑擇防腐膚涂料咬品種方繁多株，性堡能用睡途各咽異，渣應(yīng)視膚結(jié)構(gòu)捷所處息的環(huán)莫境、解有無增侵蝕辟介質(zhì)命以及廊建筑腫物的鼻重要徒性而修定。一般冊分為底漆和面漆（有脅時(shí)含中間切漆）。底漆含粉智料多慈，基責(zé)料少講，成乓膜粗營糙，誤主要濟(jì)起附著嶼和防危銹作用島；面漆則基門料多題，成牙膜有弄光澤須，保授護(hù)底碰漆不浪受大鳳氣腐寒蝕，某具有防腐浮、耐術(shù)老化脆和裝欲飾作用戶。涂添料選值擇應(yīng)舍注意睜涂料榨的配免套性奮，最集好選匆用同泛一廠環(huán)家相病同品撿牌和助牌號(hào)貧的產(chǎn)勞品，嶺使得默面漆廟、底索漆良濃好結(jié)蟻合。根據(jù)守高層么鋼結(jié)夢構(gòu)防倚火要泛求高駛的特警點(diǎn)，棵應(yīng)選蛇用與研防火刑涂料得相配赴套的置底漆廊，大豬多選牧用溶劑登基無場機(jī)富遭鋅底晨漆，防乒銹壽秒命長弄。6.苗2.劇3涂層匹結(jié)構(gòu)嫁和涂家層厚膜度設(shè)濱計(jì)要介點(diǎn)完整農(nóng)的涂收層結(jié)兔構(gòu)一廉般由胖多層底漆和面漆組成甩。設(shè)譽(yù)計(jì)上液一般豆規(guī)定蝕兩遍丸底漆退、兩艷遍面源漆，最干漆酷膜厚促度一醫(yī)般為10牽0～15才0μm。通森常室襪外工軌程為15舊0μm，室知內(nèi)工賴程為12陳5μm，允友許偏榨差為25μm。在尸臨海竿、海捏上或稱強(qiáng)烈會(huì)腐蝕足性大較氣中郊，厚集度可晃加厚栗為20更0～22卡0μm。對(duì)于饒高層撲鋼結(jié)筆構(gòu)，熟當(dāng)采凡用厚涂罷型防愛火涂纏料時(shí)，娃鋼結(jié)祝構(gòu)表冶面可記僅涂勉兩遍客防銹同底漆戰(zhàn)，其寫干漆莖膜總尊厚度菊一般峰為75～10梅0μm。然懷后在摩其表練面涂銅裝防清火涂若料，挽既起拾防火茄作用纏，又奪可保驗(yàn)護(hù)底舟漆。涂層粥厚度針用干描漆膜炮測厚顧儀測艱定，經(jīng)并應(yīng)住滿足魂設(shè)計(jì)當(dāng)規(guī)定拼和《鋼結(jié)湊構(gòu)工映程施若工質(zhì)微量驗(yàn)棉收規(guī)逮范》（GB胃50印20騎5-之20做01）的要更求。6.睜2.尺3涂層貪結(jié)構(gòu)撥和涂河層厚楚度設(shè)熊計(jì)要蓄點(diǎn)注意滑事項(xiàng)痛：1）結(jié)構(gòu)害的有蹈些部跑位是休禁止批涂涂資料的遙，在粱設(shè)計(jì)利圖中笛應(yīng)予鼓以注東明，比崖如：地腳恥螺栓乳和底蕩板；聯(lián)高強(qiáng)傭度螺肯栓摩主擦接字觸面梳；與陵混凝恰土緊樓貼或胃埋入演的部頭分（內(nèi)鋼骨鄙混凝灶土）杠；焊系接封索閉的坐空心朽界面曬內(nèi)壁臉；工低地焊難接部莖位及單兩側(cè)10裂0m頌m，且千要滿甘足超蘿聲波蹄探傷寧要求阿的范求圍（煌但需開進(jìn)行底不影蘋響焊愈接的譯防銹苦處理慕，比求如除莊銹后洽涂歡貌氧富旦鋅底拒漆）前。2）工程暴安裝妙完畢儉后，熄須對(duì)胃有些帝部位翼進(jìn)行3）對(duì)于安裝后涂裝不到的構(gòu)件部位，在安裝前應(yīng)預(yù)先刷好涂料。6.愚2.安4除銹芒方法儲(chǔ)選擇志與除慎銹等淚級(jí)確箱定鋼材把的表購面處中理（主末要是除銹）是轉(zhuǎn)涂裝積工程獎(jiǎng)中的蕩重要貴一環(huán)悉，將殲直接衛(wèi)影響申涂裝貨質(zhì)量重。影箏響鋼應(yīng)結(jié)構(gòu)刑防腐波涂層休保護(hù)櫻壽命吹的因井素中合，最膊主要廚的是貸鋼材繁涂裝虹前的逮表面也涂裝隸質(zhì)量裕。現(xiàn)于行《鋼結(jié)兆構(gòu)工