钢结构的住宅或建筑将打破房地产、建筑、机械装备制造、绿色建筑、新型建材、防灾减灾、家电厨卫装修等产业之间的界线,集合成为一个新的循环型建筑工业化产业体系;还可将房地产行业的资金重新回流到现代制造业等实体经济中来,实现经济的转型升级。这些年来,我国钢结构建筑和住宅正在持续发展,据初步统计,北京、天津、上海、浙江、湖北、内蒙古等省、市自治区已经开发或建成的钢结构住宅超过1000万平方米。北京奥运会场馆“鸟巢”、“水立方”、******新办公楼,钢结构厂房,上海环球中心等一大批具有世界***水平的钢结构建筑,钢结构工程,已经成为我国采用钢结构为建筑主体结构的应用典范工程。
钢结构的耐火性能
钢结构的耐火性能取决于钢材,钢材本身不燃烧,也具有较好的耐热性,但是钢材不耐高温,随着温度的升高,钢材的强度是呈下降趋势的,同时变形增大。在200℃以内,钢材性能没有很大变化:430℃~540℃之间强度急剧下降;600℃时强度很低不能承担荷载。
基于钢材的这种物理性能,在火灾发生时,钢结构,当温度达到450℃~650℃时钢结构就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲,结果因变形过大而不能继续工作,甚至垮塌。一旦遇到高温,钢结构构件的变形甚至失效是无法避免的,我们只能尽可能的提高它的耐火极限,使钢结构不至于在发生火灾后立即失效倒塌。根据实验室测得的数据,常用钢结构构件的耐火极限只有15~30min。在***标准《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)、《高层民用建筑设计防火规范》(G5045-95)中规定一级耐火等级建筑的防火墙、柱和承重墙、楼梯间墙及梁的耐火极限为3小时和2小时。
对比可见未覆盖耐火保护层的钢构件的耐火极限距离防火规范的要求相差很大,根本不能满足火灾情况下对建筑防火的要求。要克服钢结构材料在实际应用中防火性能方面的不足,必须从多方面入手提高其耐火性能,以达到规范所规定的耐火等级要求。
钢结构以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,钢结构造价,属理想弹性体,***符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的***化生产;加工精度高、率高、密闭性好,故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和仓库等大跨度结构、高层和超高层建筑等。
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