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鋼結構的耐火性能

鋼結構的耐火性能取決于鋼材，鋼材本身不燃燒，也具有較好的耐熱性，但是鋼材不耐高溫，隨著溫度的升高，鋼材的強度是呈下降趨勢的，同時變形增大。在200℃以內，鋼材性能沒有很大變化：430℃～540℃之間強度急劇下降；600℃時強度很低不能承擔荷載。

基于鋼材的這種物理性能，在火災發(fā)生時，當溫度達到450℃～650℃時鋼結構就會失去承載能力，發(fā)生很大的形變，導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因變形過大而不能繼續(xù)工作，甚至垮塌。一旦遇到高溫，鋼結構構件的變形甚至失效是無法避免的，我們只能盡可能的提高它的耐火極限，使鋼結構不至于在發(fā)生火災后立即失效倒塌。根據(jù)實驗室測得的數(shù)據(jù)，常用鋼結構構件的耐火極限只有15～30min。在國家標準《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16-87)、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(G5045-95)中規(guī)定一級耐火等級建筑的防火墻、柱和承重墻、樓梯間墻及梁的耐火極限為3小時和2小時。

對比可見未覆蓋耐火保護層的鋼構件的耐火極限距離防火規(guī)范的要求相差很大，根本不能滿足火災情況下對建筑防火的要求。要克服鋼結構材料在實際應用中防火性能方面的不足，必須從多方面入手提高其耐火性能，以達到規(guī)范所規(guī)定的耐火等級要求。

鋼結構住宅開辟建筑節(jié)能新領域

在推崇節(jié)能減排的今天，各地都加大了建筑節(jié)能的推行力度。那么，作為普通的住房如何才能限度地達到這一目標？在“高層鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化技術現(xiàn)場交流會”上，與會的業(yè)內專家就此給出了一個較為理想的答案：采用鋼結構。

據(jù)與會專家介紹，鋼結構住宅作為住宅市場的一支新生力量，在建筑節(jié)能中體現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。由于其采用新型墻體材料，至少可達到節(jié)能50%以上的目標。同時，鋼結構住宅具有單位體積承載力高、生產(chǎn)安裝方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆遷容易、材料的回收和再利用率高等特點，是人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展的“綠色產(chǎn)業(yè)”。

其實，從世界范圍來看，鋼結構已經(jīng)成為發(fā)達國家的主導建筑結構形式。而在我國，鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化體系也正逐漸走向成熟。

記者了解到，為推進節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑，提高住宅品質，改進住宅生產(chǎn)方式，國家先后出臺多項扶持政策圍繞鋼結構住宅關鍵技術展開攻關。而作為國內最早推行鋼結構建筑工業(yè)化企業(yè)之一的山東新世紀鋼結構公司，一直力于住宅鋼結構體系研發(fā)。

對于鋼結構住宅在我國的前景，中國鋼結構協(xié)會常務副會長、國家鋼結構工程技術研究中心常務副主任劉毅認為“已經(jīng)成為國家重點推廣的項目”，并表示，由于其具有節(jié)能、抗震等多種優(yōu)勢，受到了社會各階層的廣泛關注，正朝著產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化等方向發(fā)展。

而在政府層面，也正著力推出相關的舉措，以促進鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

據(jù)中國建筑金屬結構協(xié)會會長姚兵透露，在日前印發(fā)的《城鄉(xiāng)建設部2012年科學技術項目計劃》中，已將“鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化推進研究”列為“2012年軟科學研究項目”下達給中國建設金屬結構協(xié)會，該協(xié)會建筑鋼結構已組織鋼結構行業(yè)的專家、研究機構和生產(chǎn)企業(yè)組成了課題組，將對鋼結構住宅在我國推廣、運用進行認真的研究。

“鋼結構住宅體系推廣將是未來我國鋼結構行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路?！币Ρ硎?。

城鄉(xiāng)建設部住宅產(chǎn)業(yè)化促進中心副主任文林峰介紹，鋼結構住宅具有多重優(yōu)勢，如節(jié)約資源、能源、材料、人工等，因此，成本優(yōu)勢也就日益明顯。此外，鋼結構住宅的優(yōu)勢還包括環(huán)保、綠色、可持續(xù)，以及抗震性能好等。

我國鋼結構建筑的重要性

目前，發(fā)展建筑鋼結構產(chǎn)業(yè)得到國家技術政策的支持，而且越來越明確。可以預見，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和進一步成熟，我國建筑鋼結構產(chǎn)業(yè)將進入到一個飛速發(fā)展的時代。建筑鋼結構具有輕、快、好、省”的特點，除了具有輕質高強性、優(yōu)異的材料性能、制作安裝工業(yè)化程度高、宜拆卸和較好的耐久性等優(yōu)勢外，還具備有利于節(jié)約資源、減少碳排放、可循環(huán)利用、有效實現(xiàn)綠色要求的優(yōu)越性。而制約我國建筑鋼結構產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有4大瓶頸。

首先，鋼結構產(chǎn)業(yè)鏈問題。我國建筑鋼結構產(chǎn)業(yè)鏈配置存在上游結構用鋼材產(chǎn)品不能完全滿足現(xiàn)有市場的需求、科研成果轉化不及時、設計隊伍薄弱等較嚴重的問題。

第二，設計理論與隊伍問題?，F(xiàn)有的設計技術和方法沒有充分利用鋼結構的延性優(yōu)勢，導致鋼結構的“輕質、高強、塑性好”等優(yōu)勢不能帶來明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。“笨、重”工程的出現(xiàn)凸顯鋼結構領域的建筑及結構設計人員隊伍整體素質亟待提高。

第三，對鋼結構的認識問題。整個社會對建筑結構中采用鋼結構的合理性和必要性仍存在很大的誤解，導致鋼結構方案往往只是用在其他結構方案不能解決的項目上。市場忽略了鋼結構“輕、快、好、省”的特點。

第四，其他潛在制約因素。譬如，鋼結構企業(yè)在前期研發(fā)過程中投資過大；現(xiàn)有的建筑鋼結構工程建設招投標模式、工程承包模式、市場價格機制等不利于鋼結構產(chǎn)業(yè)新技術應用和技術創(chuàng)新的實踐；缺乏有效激勵鋼結構產(chǎn)業(yè)發(fā)展和工程應用的有效技術政策等。