［摘要］本文試圖以鋼結(jié)構(gòu)的防火特點(diǎn)為例，探討在建筑裝飾設(shè)計(jì)中如何運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)的。通過(guò)對(duì)美國(guó)紐約世貿(mào)中心倒塌案例的分析，進(jìn)而提出了防火在鋼結(jié)構(gòu)的建筑裝飾中的重要性。
�。坳P(guān)鍵詞］鋼結(jié)構(gòu) 建筑裝飾 防火 世貿(mào)中心
一、火與鐵
2001年9月11日一架波音767飛機(jī)在96層至103層之間撞入世貿(mào)中心北塔摟，引發(fā)了整個(gè)紐約都能看見的滾滾濃煙和大火。當(dāng)人們還不敢相信自己眼睛的時(shí)候，第二架波音767飛機(jī)在87層和93層之間沖入南塔，加滿了110000升航空燃油的200噸重的兩架飛機(jī)沖擊撕裂了塔樓的立面，切斷了許多周邊支持結(jié)構(gòu)的柱子，并使撞擊區(qū)內(nèi)的樓板嚴(yán)重?fù)p壞，但塔樓依然矗立著。9時(shí)59分南塔樓突然坍塌。10時(shí)28分，北塔樓也隨之倒下。世貿(mào)中心不是被撞塌的，是被火燒垮的，飛機(jī)撞入樓體結(jié)構(gòu)時(shí)，刮壞了保護(hù)鋼材免受熱毀壞的防火涂料，高達(dá)550～1100℃的火溫使鋼材變形和壓曲，于是撞擊區(qū)以上樓板的重量破壞了柱子，使未被損壞的撞擊區(qū)以上的結(jié)構(gòu)落到撞擊區(qū)以下的結(jié)構(gòu)上。下層樓板迅速破壞，塔樓垂直下落，世貿(mào)中心于是倒塌了。這個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)提醒我們，要更加重視建筑中鋼結(jié)構(gòu)的防火了。
鋼鐵是不燃燒的材料，但是火災(zāi)導(dǎo)致的高溫會(huì)改變鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，因此火災(zāi)會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)的承載能力，而且鋼鐵導(dǎo)熱快，被燒紅的鋼鐵很容易引燃附近的可燃物從而擴(kuò)大火災(zāi)的面積和強(qiáng)烈程度。溫度在250℃以內(nèi)時(shí)，鋼的性質(zhì)變化很小，隨著溫度升高，在達(dá)到300℃時(shí)鋼材的強(qiáng)度就開始逐漸的降低，超過(guò)450～650℃時(shí)，就完全喪失強(qiáng)度。①能大量采用鋼鐵建造高層建筑物，是因?yàn)樵诮ㄖ锏闹饕Y(jié)構(gòu)部分－鋼結(jié)構(gòu)的表面完全噴涂了防火保護(hù)層，同時(shí)在建筑物內(nèi)部還采取了劃分防火區(qū)域的措施。防火區(qū)域是為了預(yù)防建筑物火災(zāi)的蔓延，用隔墻防止火災(zāi)的蔓延而燒毀為目的的。隨著建筑物的大規(guī)�；透邔踊�，建筑物內(nèi)部劃分防火區(qū)域的措施將越來(lái)越重要。特別是高層建筑，在一棟建筑內(nèi)會(huì)容納幾千到上萬(wàn)人居住。為了減輕這樣的建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)對(duì)人和物的損害，在建筑物內(nèi)劃分防火區(qū)域是十分有效的手段,是保證居住者能安全疏散和為消防活動(dòng)提供方便的最現(xiàn)實(shí)的策略。
二、防火技術(shù)
鋼結(jié)構(gòu)常用的防火措施主要是以下四種：運(yùn)用耐火材料、采用防火構(gòu)造、使用防火涂料和應(yīng)用空心截面注水法。
�。ㄒ唬┻\(yùn)用耐火材料
首先是運(yùn)用耐火鋼材。耐火鋼材能保證在600℃高溫下屈服強(qiáng)度為常溫標(biāo)準(zhǔn)值的2/3以上，就可以不做耐火保護(hù)層。還可以運(yùn)用鋼管混凝土。鋼管混凝土是填充在鋼管內(nèi)的混凝土受到密閉的約束，達(dá)到提高其實(shí)質(zhì)強(qiáng)度，反過(guò)來(lái)又通過(guò)填充混凝土來(lái)達(dá)到抑制鋼管被壓屈的效果。通過(guò)這兩種效果使鋼管混凝土成為強(qiáng)度高且有延性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
（二）采用防火構(gòu)造
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防火構(gòu)造可以分為噴射石膏、外包混凝土、外包鋼絲網(wǎng)水泥砂漿、外包防火材料等幾種構(gòu)造形式�，F(xiàn)在用噴射石膏可以直接附著在鋼材表面，無(wú)需金屬板條作為支持。外包混凝土是一種很理想的結(jié)構(gòu)防火方式，混凝土材料的經(jīng)濟(jì)性、耐久性、耐火性的優(yōu)點(diǎn)使之一直被用作鋼結(jié)構(gòu)的防火材料。外包防火材料中常用的板材有石膏板、硅酸鈣板、珍珠巖板、輕質(zhì)混凝土土板等。施工應(yīng)注意密封性，防止出現(xiàn)防火薄弱部位。
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防火涂料是防火保護(hù)的一種材料，1970年法國(guó)就開發(fā)出了防火涂料,當(dāng)其表面溫度達(dá)到300℃左右時(shí)，會(huì)迅速的開始發(fā)泡，形成厚度為常溫條件下的25～50倍的碳化層，起到隔熱的作用。在發(fā)泡之前的厚度很薄，僅為1～2mm左右，具有與一般涂料同樣的裝飾和施工性能,具有其他防火保護(hù)材料難得的卓越特點(diǎn)。有的還能用在外裝修上,作為要求耐火時(shí)間為30～90分鐘的耐火材料，歐洲上世紀(jì)70年代已經(jīng)應(yīng)用在外露的柱和梁上。80年代初國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料就進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，在工程上得以應(yīng)用。至今已有許多優(yōu)良品種廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
�。ㄋ模⿷�(yīng)用空心截面注水法
空心截面注水系統(tǒng)是非常好的防火措施，特別是可以補(bǔ)充水的空心截面注水系統(tǒng)可以有效吸收火災(zāi)產(chǎn)生的熱量，長(zhǎng)時(shí)間保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。采用這種防火措施必須注意鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部防腐，在冬天必須注意防凍，要及時(shí)添加防凍液，高層建筑的空心截面注水系統(tǒng)必須分段、獨(dú)立，其高度必須限制，應(yīng)設(shè)置防暴門或排汽門防止空心截面內(nèi)壓力過(guò)高。
注釋：
�、訇愔救A.鋼結(jié)構(gòu)原理[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2007.8:3.
【參考文獻(xiàn)】
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