摘要，鉴于钢结构存有不耐火这个致命的弱点之处，在发生火灾之际极易出现倒塌的情况，进而造成重大的那些人员伤亡以及财产损失，所以其防火问题备受广大人们的关注。本文针对钢结构火灾特点以及防火设计来谈一谈自身的一点见解，以供大家进行参考。

关键词：钢结构建筑；防火；设计

近些年，我国经济取得了极为显著的进步，借着经济的发展促使建筑业呈现出前所未有的昌盛，一些具备大跨度以及超高层特点的建筑由此诞生。在建筑物当中，所运用的钢结构类型变得越来越繁杂且多范围波及，涵盖厂房、桥梁、住宅等，工厂仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑领域对于轻钢结构的运用也变得越发普遍。随着人类文化生活持续提升，对于高层以及大跨度建筑的要求日益变得更高，钢结构本身有着自己独特的优点，像是自重较轻、强度较高、掩工速度较快等，所以针对高层、大跨度建筑包括超高层、超大跨度建筑，选用钢结构可谓是极为理想的。

1.钢结构的优点

钢结构运用得越来越广泛，这是由其自身具备许多巨大优点所确定的。钢结构有诸多优点，首先，它重量轻且强度高。其次，它抗震性能良好，其延性比钢筋混凝土更佳。从国内外震后调查得出的结果来看，钢结构建筑倒塌数量是最少的。再次，钢结构构件在工厂进行制作，能减少现场工作量，进而缩短施工工期，符合产业化的要求。第四，钢结构在工厂制作时质量可靠，尺寸精确，安装便捷，易于与相关部品相配合。另外，钢材能够回收，在建造和拆除的时候对环境污染较少。总之，钢结构跟传统的混凝土结构作比较，有着自重轻的特点，有着强度高的特点，有着抗震性能好的特点，有着施工快的优点。它适合于活荷载占总荷载比例较小的结构，更适宜于大跨度空间结构，适宜于高耸构筑物，还适合在软土地基上建造。它也契合环保与资源再利用的国策，其综合经济效益愈发被各方投资者所认可。

2.钢结构建筑的火灾危险性

2．1耐火性能差

钢材自身不会燃烧，然而却经受不住高温，它的机械性能，像屈服点、弹性模量、抗压强度以及荷载能力等等，都会随着温度的升高而迅速下降，当钢构件的温度达到350摄氏度的时候，强度下降三分之一，当温度达到500摄氏度时，强度下降二分之一，当温度达到600摄氏度时，强度下降三分之二。而明火焰的温度一般在700到2000℃这个范围之间，此温度远远超出了钢材能够承受的能力。并且，钢构件是由单一材料所构成，其导热系数很大，在高温情形的作用之下，热量能够迅速地传导至内部，温度上升速度快，在标准时间以及升温曲线的试验条件当中，裸露的钢构耐火时间仅仅只有15分钟，比不上普通木柱的耐火时间。

2．2跨度大、空间大．火灾蔓延迅速

钢结构建筑的显著特征是跨度大以及空间大，并且大部分钢结构建筑没有明显有效的防火分隔，门窗较多，内部空气流通状况良好，可燃物料数量众多，一旦发生火灾，热辐射强烈，烟雾浓厚，燃烧极为猛烈，在强大热气流的作用力下，火势会迅速朝着垂直方向、水平方向蔓延开来，从而形成大面积火灾。

2．3整体连接性强。易变形倒塌

处在火灾状况下时，作为承重构件的钢结构，碰到高温会受热产生膨胀现象，其强度会随之降低，之后再碰到冷水就会急剧收缩，脆性会因此增强，极其容易失去支撑作用。鉴于钢结构整体连接性很强，只要有局部遭到破坏，便能够造成建筑物的整体坍塌以及毁灭。

3.钢结构建筑的防火设计

3．1合理确定建筑物的耐火等级

建筑物因使用功能、重要性各不相同，所以火灾危险性存有差异，设计时要依据业主给出的建筑要求，按照《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》（下称《高规》），来确定建筑物的火灾危险性，接着依据火灾危险性，去确定建筑物的耐火等级，就像一个 60m 高的综合楼，按《高规》它属于一类高层建筑，其耐火等级应为一级，其梁、柱、屋顶承重构件的耐火极限应分别不低于 2，3，1.5h。要是于设计之际在耐火等级方面没能予以正确核定，致使所确定的耐火等级不是过高就是过低，那么这都会导致设计出现失误，耐火等级要是过高，就会造成资源浪费，而要是过低，便会埋下安全方面的隐患。

3．2耐火保护

要使得钢结构材料于实际运用当中去克服防火方面所存在的不足，那就必须要进行防火处理，其目的在于，把钢结构的耐火极限提升至设计规范所规定的极限范围之内，以此来防止钢结构在火灾发生的时候迅速升温进而发生形变塌落。

3．2．1喷涂法

采用喷涂机具把防火涂料直接喷于构件表面这样形成保护层的就是喷涂法，钢结构防火涂料依据所使用胶黏剂的不同能够分成有机防火涂料以及无机防火涂料这两类，按照涂层厚度又能分为薄涂型与厚涂型这两类。薄涂型钢结构涂料涂层厚度通常是2至7毫米，高温之际涂层会膨胀增厚，具备耐火隔热的作用，耐火极限能够达到0.5至1.5小时，这种涂料又被称作纲结构膨胀防火涂料；厚涂型钢结构防火涂料厚度一般是8至20毫米，有着粒状表面，密度比较小，导热系数低，耐火极限可达0.5至3.0小时，这种涂料又被叫做钢结构防火隔热涂料。

钢结构防火涂料的防火原理如下，其一，涂层对钢基材发挥屏蔽作用，致使钢结构不会直接暴露于火焰高温之中；其二，涂层吸热后，部分物质分解所释放出的水蒸汽或者其他不燃气体，起到消耗热量、降低火焰温度以及燃烧速度、稀释氧气的作用；其三，涂层自身多孔轻质，受热后形成碳化泡沫层，使得热量无法迅速向钢基材传递，因而推迟了钢基材强度的降低，进而提高了钢结构的耐火极限。

对钢结构防火涂料进行喷涂时，其喷涂厚度一定要达到设计规定数值，节点的地方适宜再稍微加厚些。若有必要，涂层当中应当设置和钢结构相连的钢丝网，以保障涂层能够牢固黏附。喷涂法的适用范围最具备广泛性，它能够应用于任何一种钢构件的耐火保护施工之中。

3．2．2包封法

对钢结构表面做耐火保护层并且把构件包封起来的做法，就是包封法，其具体做法如下。

使用有着不燃性及较大热容量的混凝土、轻质混凝土以及加气混凝土等材料，以现浇混凝土作为耐火保护层，如此能让构件升温速度减缓，因混凝土表层在火灾高温时易剥落，所以可在钢材表面加敷钢丝网，进而提高其耐火性能。

(2)采用砂浆或者灰胶泥当作耐火保护层，所运用的材料通常包含砂浆，轻质岩浆，珍珠岩砂浆或者灰胶泥，蛭石砂浆或者石灰胶泥等，上述这些材料都具备良好的耐火性能，其施工方法常常是在金属网上涂抹上述那些材料。

(3)采用矿物纤维，其材料包含石棉、岩棉以及矿渣棉等。具体的施工办法是这样做，先把矿物纤维跟水泥进行混合，之后借助特殊喷枪朝着钢构件同时呈直接喷枪操作并伴有水雾喷出，也能够朝着钢构件上的金属网作喷涂动作(后一种方式效果相对较好)，以此构成呈现海绵状的覆盖层，接下来要么将其抹平，要么任其保持凹凸不平的状态。

具有轻质特性的预制板被用作耐火方面的保护层，所用到的材料包含轻质混凝土板，还有泡沫混凝土板，硅酸钙成型板以及石棉成型板等诸多类型，其具体做法是运用上述预制板去包覆构件，板与板之间的连接手段能够采用钉合以及黏合方式，这种有关构造的方式在施工操作时较为简便，而且工期相对较短，并且对工业化建设有利，与此同时，承重功能（钢结构）与防火功能（预制板）的划分清晰明确，在火灾发生之后进行修复时简便易行，并且不会对主体结构的功能产生不利影响，所以说具备良好的复原性。

3．2．3屏障保护法

屏障保护法，是把钢结构包裹于由耐火材料构成的墙体或者吊顶里，在钢梁以及钢屋架下方制作耐火吊顶，火灾发生时，能够让钢梁、钢屋架的升温得以大幅延缓，极大地提升钢结构 耐火能力，并且这种办法还能够增添室内美感，不过需要留意吊顶的接缝之处、孔洞位置是否严密，以此防止窜火。

3．2．4水喷淋法

水喷淋法具备这样的特点，它于结构顶部地方设置喷淋供水管网络，当火灾发生之时，会自动启动或者手动开启进入喷水状态，在构件表面形成一层持续流动的水膜的情况下，进而能够起到保护作用。

3．2．5充水冷却保护法

与前四种方法不一样的是，充水冷却保护法让热量能够传到构件上面，后续再想办法把热量给导走或者消耗掉，如此一来同样能够使得构件温度不会升高到临界温度，进而起到保护的作用。该方法是在空心封闭截面当中，主要是柱里面充满水，火灾发生的时候构件把从火场吸收到的热量传递给水，依靠水的蒸发去消耗热量，或者通过循环把热量导走，构件温度就能维持在100℃左右。从理论方面来讲钢结构防火新技术，这是钢结构保护最为有效的方法。要是补充水源，让水位维持在足够的程度，鉴于水的比热比较大，并且气化热也较大，构件吸收的热量就会持续不断地被消耗掉，或者被导走。

3．3进行有效的防火分区

对钢结构建筑物内部来讲，实施有效的防火分区，能够防止火势朝着其他区域蔓延开、扩散出去。在普通民用建筑当中，防火分区得以较容易地达成。例如于门、厅，还有楼梯等地方，采取一些技术方面的措施。像运用防火墙、防火门、防火卷帘再加上水幕。然而针对现代轻钢结构厂房跟大型公共场馆的大跨度、大空间而言，防火分区的设置存在一定的难度。

3．4要充分考虑人员疏散问题

鉴于钢结构建筑自身所具备的弱点，在做好合理防护的状况下，进行设计之时，必须充分考量人员疏散的相关因素，把人员密度指标与钢结构建筑的特点予以综合考量，强化对安全疏散路线、疏散距离、疏散宽度的设计要求，使得人员疏散时间小于建筑构件的耐火极限，确保火灾发生时人员可以安全地逃生钢结构防火新技术，从而最大限度地降低人员伤亡以及财产损失。

4.结束

科学技术取得进步，审美观发生改变，这必然致使钢结构建筑持续去拓展自身的表达语汇，进而寻求发展。我国钢产量有所增加，钢结构在建筑里获得应用，这必然会愈发广泛，也一定会产生愈发深远的影响。我们所倡导的是，要摒弃风格要素，从理性主义着手，创造出技术与艺术有机融合的钢结构精品建筑。