钢结构建筑是以建筑钢材,如:型钢和钢板制成的梁、柱、桁架等构件构成承重结构同屋面、楼面和墙面等围护结构,共同组成的建筑物。钢结构作为现代建筑的重要形式,有众多优点。一是,钢结构重量轻。同样跨度同样荷载时,钢结构的重量是钢筋混凝土结构的1/4或1/3;二是建造速度快。材质均匀、加工简便、建造迅速、容易保证质量。三是,绿色环保。建造和拆除时,建筑垃圾省。特别是项目生命周期结束拆除时,其钢材完全可以回收再利用,属于绿色建筑。
但是,钢结构建筑有一个致命的缺点。即耐火性能差。钢材虽是不燃烧的材料,但钢材热传导系数很大,其热传导系数为45W/(m·K)左右,约为普通混凝土(1.4~2.0)W/(m·K)的30倍,极易传导热量,钢构件升温快。
而且,在火灾情况下,其强度和钢度都迅速降低。当温度达到600℃时,普通钢结构的屈服强度下降到常温的30%以下;因此,没有防火保护层的钢结构构件在火灾下的升温速度非常快,一般不到15min,温度就会超过600℃,与之对应的钢结构构件基本上将丧失承载能力。因为发生火灾而破坏钢结构的例子很多。例如:1967年美国蒙哥马利市的一家饭店发生火灾,钢结构屋顶被烧塌;1970年美国50层的纽约**贸易办公大楼发生火灾,楼盖钢梁被烧扭曲10cm;1990年英国一幢多层钢结构建筑在施工阶段发生火灾,造成钢梁、钢柱和屋盖桁架的严重破坏;1993年我国福建泉州一座钢结构冷库发生火灾,造成3600m2的库房倒塌;1996年江苏省昆山市一轻型钢结构厂房发生火灾,4320m2厂房倒塌;1998年北京玉泉营家具城发生火灾,造成该建筑物塌陷;2001年发生在美国的“9.11事件”中纽约世贸中心两座110层411m高的大楼因飞机撞击后而起火,造成被撞部分的钢结构因高温作用而起火*终倒塌。
建筑火灾的发生对建筑物造成的危害是严重的,因此对建筑结构特别是钢结构建筑构件进行防火安全保护是十分重要的。我国《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》对建筑物规定了耐火等级的要求,相应给出了承重构件的耐火极限。《建筑钢结构防火技术规范》(GB51249-2017)规定,钢结构构件的设计耐火极限应根据建筑的耐火等级应按现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016)的规定确定。提高钢结构抗火性能的主要方法有:单面屏蔽法、水冷却法、浇筑混凝土砌筑耐火砖、采用耐火轻质板材作为防火外包层、涂敷防火涂料等等。*具典型的防火保护措施是钢结构表面涂敷防火涂料减缓火灾下的升温,从而增加钢结构构件的耐火极限。这种方法施工简便、重量轻、耐火时间长,而且不受钢构件几何形状**,具有较好的经济性和实用性。因此,钢结构建筑要涂装防火涂料。