1、引? 言
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钢结构作为现代建筑的一种主要形式，具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工周期短、建筑工业化程度高、空间利用率大等优点，为建筑的优化设计提供了相当大的空间，为企业节省了大量的投资，赢得了更多的利益。因此，近年来，钢结构建筑在业内得到了广泛的应用。然而，钢结构建筑耐火性能差的特点也非常明显，笔者根据当前钢结构使用广泛的实际，分析了钢结构建筑在火灾防范中存在的缺陷，提出了钢结构建筑中一些防火措施，作为钢结构建筑防火设计和重大火灾隐患整改参考。
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2、钢结构的运用现状
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近年来，随着经济的快速发展带来了建筑业的空前繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、桥梁、住宅、工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用轻钢结构。人类文化生活的不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高，钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构是非常理想的的选择。目前世界上最高、最大的建筑一般都是采用钢结构，而历届奥运会的场馆也多采用钢结构，如：世界第三高度420米的上海金茂大厦，具有国际领先水平的深圳赛格大厦72层、高度291米全部采用钢管混凝土柱，采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心，跨度216米的公路铁路两用低塔斜拉桥——芜湖长江大桥，上海宝钢大型轧钢厂房等。随着钢结构的发展，我国低层、多层及轻钢结构运用越来越广泛，高层及超高层和大跨度钢结构也有了较大发展。
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3、钢结构建筑存在的消防安全问题。
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钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，它的安全性直接关系到整幢建筑的安全，它们大都采用钢材。与其存在的优点相比较，钢结构也存在其自身缺点，钢结构建筑耐火极限低，保温隔热性能差，容易腐蚀等。国内外钢结构建筑物的火灾案例都证明，发生火灾后20分钟以内钢结构建筑物就会被烧垮，变成一片废墟。1973年5月天津市体育馆火灾，1969年12月上海文化广场火灾，1972年8月北京二七机车车辆厂纤维板车间火灾，都曝露了钢结构耐火性能差的致命弱点。特别是美国“9.11”事件后，钢结构的一大致命缺陷即抗高温软化能力差的问题引起人们的普遍关注。
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3.1 钢结构的耐火等级较差
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钢的内部晶体组织对温度非常敏感，温度的升高或者降低都会使钢材性能发生变化。总的趋势是随着温度的升高，钢材强度降低，变形增大。根据钢构件耐火实验得到钢构件的耐火极限为：
t=0.54(Ts-50)(F/V)-0.6
式中：t—耐火极限，min（分钟）；
Ts—钢构件温度，℃（摄氏度）；
F/V—构件的截面系数，等于单位长度构件的受火面积与其体积的比值，m-1。
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耐火极限是指对任一建筑构件按时间-温度标准曲线进行耐火实验，从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时止的这段时间。因此，常用钢结构构件的耐火极限只有15min—30min。我国20世纪90年代初对裸露钢梁的耐火极限进行了验证，确认I36b、I40b标准工字钢梁的耐火极限分别为15min、16min。
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《建筑设计防火规范》GB50016-2006中，将建筑物的耐火等级划分为四级，划分的依据是组成建筑物的构件的燃烧性能和构件最低的耐火极限。未经防火保护的钢结构建筑物的耐火等级仅为四级，不能满足火灾情况下对建筑防火的要求。钢结构适用的体育馆、剧院等重要公共建筑，规范要求应达到一、二级耐火等级；高层建筑，规范要求应为一、二级耐火等级；而丙类的工业厂房，规范要求最低的耐火等级为三级。所以，钢结构建筑物必须对钢结构进行必要的防火保护，克服其材料实际应用中耐火性能的不足，达到规范对相应使用性质和建筑规模建筑物的耐火等级要求。
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3.2 钢结构遇高温易变形，造成建筑物倒塌
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钢是含碳量小于2%的铁碳合金，碳大于2%时则为铸铁，制造钢结构所用的材料由碳素结构钢中的低碳钢及低合金钢，碳素结构钢由纯铁、碳及杂质元素组成，低合金结构钢中，除上述元素外还加入合金元素，后者总量通常不超过3%。碳是形成钢材强度的主要成分，碳含量提高，则钢材强度提高，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。含碳量小于0.25%的为低碳钢，钢结构用钢的碳含量一般不大于0.22%，钢材虽然是不燃烧体，但就其自身耐火性能来讲，远低于砖石和钢筋混凝土，钢结构建筑具有耐火性能差这个致命弱点，在未进行防火保护的情况下，火灾时，其强度会迅速下降，约在150℃以内钢材性能没有很大的变化，在430℃—540℃之间则强度急剧下降，600℃时强度很低不能承担荷载。另外，250℃附近出现兰脆现象，约260℃—320℃时有徐变现象。在自身温度达到540℃左右时，钢材的屈服应力仅有常温屈服应力值的40%，使承载能力急剧下降，钢结构不可避免地发生变形，造成钢结构建筑物一部分或全部垮塌毁坏。一般火场温度达到800℃—1000℃，在这样高的温度下，裸露的钢结构会很快出现塑性变形，产生局部破坏，造成钢结构建筑整体倒塌。
