隨著中國龍的崛起，我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展方向已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的指向標(biāo)，與整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)命脈息息相關(guān)。鋼結(jié)構(gòu)的普及性將得到顯著提升。眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)都很顯著。鋼結(jié)構(gòu)自重較輕、施工簡便、剛度大都是其重要優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)作用下，隨著溫度升高，鋼材的彈性模量逐漸較小，鋼材會(huì)在高溫下出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，由于鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)較大，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生的破壞模式大多都是脆性斷裂破壞。如何提高鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能對以后鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有咫尺萬里的意義，本來將闡述防火涂料對鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的影響。

巴西圣保羅市中心24層公寓火災(zāi)

巴黎圣母院火災(zāi)

1980以后，我國開始使用防火涂料，各種各樣的防火涂料涌入市場，有膨脹型、非膨脹性、厚涂、薄涂的等，在建筑過程中普遍使用。在施工過程中，施工厚度每遍約0.2mm，直至施工圖層平均厚度至2.0mm。防火涂料的質(zhì)量大多取決于脫水催化劑、成碳劑、發(fā)泡劑、功能填料和樹脂基料。[1]我國研究人員還發(fā)現(xiàn)鈦白粉也可提高膨脹碳層的殘余質(zhì)量，提高碳層的熱穩(wěn)定性能。下圖是兩榀鋼管混凝土-型鋼梁框架在受火前后的對比圖。

隨著中國龍的崛起，我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展方向已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的指向標(biāo)，與整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)命脈息息相關(guān)。鋼結(jié)構(gòu)的普及性將得到顯著提升。眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)都很顯著。鋼結(jié)構(gòu)自重較輕、施工簡便、剛度大都是其重要優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)作用下，隨著溫度升高，鋼材的彈性模量逐漸較小，鋼材會(huì)在高溫下出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，由于鋼材的熱傳導(dǎo)系數(shù)較大，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生的破壞模式大多都是脆性斷裂破壞。如何提高鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能對以后鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有咫尺萬里的意義，本來將闡述防火涂料對鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的影響。

巴西圣保羅市中心24層公寓火災(zāi)

巴黎圣母院火災(zāi)

1980以后，我國開始使用防火涂料，各種各樣的防火涂料涌入市場，有膨脹型、非膨脹性、厚涂、薄涂的等，在建筑過程中普遍使用。在施工過程中，施工厚度每遍約0.2mm，直至施工圖層平均厚度至2.0mm。防火涂料的質(zhì)量大多取決于脫水催化劑、成碳劑、發(fā)泡劑、功能填料和樹脂基料。[1]我國研究人員還發(fā)現(xiàn)鈦白粉也可提高膨脹碳層的殘余質(zhì)量，提高碳層的熱穩(wěn)定性能。下圖是兩榀鋼管混凝土-型鋼梁框架在受火前后的對比圖。

未刷防火涂料

刷有防火涂料

通過試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)未刷防火涂料的鋼管混凝土框架的耐火極限約為50分鐘，而刷有防火涂料的鋼管混凝土框架的耐火極限約為150分鐘。可見防火涂料對于鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提升的影響顯著。

傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常包含兩大部分驗(yàn)算：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)在于除了除恒載、活載、風(fēng)荷載等荷載外，還要考慮火災(zāi)引起高溫環(huán)境的影響，通常稱為火災(zāi)作用。鋼材的力學(xué)性能[2]往往伴隨著溫度的升高而衰減，結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件耐火承載力極限狀態(tài)的定義為在火災(zāi)引起的高溫環(huán)境下受力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到不能承受外部作用或不適于繼續(xù)承載的變形的狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)或構(gòu)件從受火初始時(shí)刻到達(dá)耐火承載力極限狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間定義為耐火極限。

下圖為受火時(shí)間分別在20分鐘和100分鐘時(shí)，梁柱截面的溫度云圖。

梁跨中截面溫度云圖(20min)

梁跨中截面溫度云圖(100min)

柱中部截面溫度云圖(20min)

柱中部截面溫度云圖(100min)

本次采用ISO-834國際標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，當(dāng)受火時(shí)間在0~15分鐘時(shí)，溫度升高的速率顯著，當(dāng)受火時(shí)間達(dá)到30分鐘之后，其升溫速率明顯降低。

通過試驗(yàn)小編發(fā)現(xiàn)

(1):梁、柱截面的溫度場的分布呈現(xiàn)由內(nèi)而外遞增的趨勢，內(nèi)外存在明顯溫度梯度，中心處溫度相較于外側(cè)溫度較低。防火涂料的隔熱效果顯著，能夠很好的延長構(gòu)件外側(cè)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生熱傳遞的時(shí)間，大大增強(qiáng)整體框架在火災(zāi)作用下的耐火極限。

(2):鋼管混凝土-型鋼梁框架，梁柱節(jié)點(diǎn)處采用螺栓連接，其破壞形態(tài)大致分為梁破壞、柱破壞、梁柱混合破壞。當(dāng)在火災(zāi)作用下，達(dá)到其耐火極限時(shí)，大多發(fā)生面外屈曲，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。

（責(zé)任編輯：何雯麗）

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[責(zé)任編輯：Susan]