为什么钢结构的应用范围日益广泛？（三）

3钢结构火灾消防

耐火极限是扑救建筑火灾的重要指标。长久以来，在灭火作战中并未对范雏澄院士提出的“释热速率”引起足够的重视并开展应有的研究。不同的物质会以怎样的方式燃烧，在固定的时间里能产生多少热量，并对建筑造成什么危害等等诸如此类的问题，往往被遗忘和冷落。时代在发展，科技在进步，我们对火灾的研究不能只停留在燃烧三要素、灭火的四种基本方法上，而应重视和加强火灾的基础研究工作，特别是燃烧过程的基本理论方面的研究，把重点放在燃烧动力学、火焰辐射和燃烧产物的热化、物质的可燃性及火灾传播等方面，更进一步掌握火灾过程的本质和科学规律，并把这些研究成果迅速转化为消防战斗力。只有这样，我们才能更好去应对火灾，消灭火灾。起其它结构相比，钢结构发生火灾是更危险的事故。因为钢材的力学性能对温度变化很敏感。温度升高时，钢材的各项指标如屈服强度、抗拉强度、弹性模量等的总趋势

是降低的。特别是在300℃以上时，钢材产生徐变，当温度继续上升到400℃以上时，其性能指标更是明显降低而趋于零。

我们要认识到:任何结构都经不起“火炼”，如果结构构件受到火灾侵害，强度降低或丧失了承载能力，房屋倒塌就在所难免。钢材受火后会软化，钢结构在火灾中失效表现为瞬间倒塌。受火后房屋结构倒塌基本都无预兆，类似于脆性破坏，很难判断倒塌时间。

常见的建筑火灾中，人员伤亡多是由于烟气中毒窒息所致，财产损失也限于室内物品毁坏等。房屋结构在火灾中会受到不同程度的损伤，产生局部损坏或塌陷，但很少发生整体房屋倒塌现象。这是因为，一般房屋满足《建筑防火规范》要求，结构构件本身具有一定的抗火能力，或采取了一定的防火保护措施，一旦发生火灾，在其有效的耐火时间内火灾得到了控制和扑灭。但若未能及时灭火，结构构件受到火灾的进一步侵害，强度降低或丧失了承载能力，房屋倒塌就在所难免了。衡州大厦正是由于结构受火灾时间过长，底层结构丧失承载力而导致结构整体破坏的。《建筑防火规范》根据房屋和结构构件重要性的不同，提出了房屋不同的防火等级和构件不同的耐火极限，其目的主要是能保证有足够的时间进行有效的营救和灭火，以保护主体结构的完好性。根据理论研究，钢材有时效硬化作用，长期使用过的钢结构，其材料内部发生化学反应，强度会降低，塑性和韧性也会降低，同时脆性增强。同样，钢结构受火灾时，用水灭火是否会进一步降低其强度，或者出现脆性破坏，造成结构危险，目前对这方面的研究尚未引起足够的重视。钢材由于受火后会软化，钢结构在火灾中失效表现为瞬间倒塌(类似于失稳破坏)。按照常规设计的房屋，应具有防火规范所要求的耐火极限，超过这一极限后，结构就很不安全，或发生局部塌陷，或发生整体倒塌。因此，现场营救和灭火应根据房屋的不同耐火极限制定不同的实施方案。对于火烧后已不安全的房屋，一般不应进入房屋内部灭火。

另外，应该加强在设计、施工、使用中的维护与鉴定工作，避开人为的失误，切

实控制和避免钢结构事故的发生。对于钢结构的防火问题，目前主要采取的措施是建筑防火布局、采用耐火性能强的结构材料、结构选型、采用防火涂料等。最普遍的方式是采用各种不同耐火性能的防火涂料。

现有的防火涂料主要分为厚型钢结构防火涂料和薄型钢结构防火涂料。厚型钢结构防火涂料的主要成分为无机物，稳定性较好，耐氧化、耐辐射，可通过增加涂层厚度以提高耐火极限，但是其装饰效果较差，并且所占截面面积较大。而薄型钢结构防火涂料